CN102627011A - 叶片的补强和修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种叶片的补强和修复方法，包括：使用乙烯基树脂将纤维织物逐层覆盖至待补强或修复处。通过本发明的技术方案，采用乙烯基树脂对叶片进行补强和修复，有效地缩短了树脂的固化时间，提高了补强和修复的效率。

Description

叶片的补强和修复方法

技术领域

本发明涉及叶片补强和修复技术领域，具体而言，涉及一种叶片的补强和修复方法。

背景技术

风力发电机转子叶片的上下两个壳体，是在叶片的前缘和后缘，通过结构胶粘剂粘结在一起。为了提高上下壳体间的结合强度，叶片的前缘、后缘和根端需要手糊包边补强。另外，叶片在运输过程中边缘易损坏，在安装前需在户外对损坏的区域进行修复。叶片在风场运行2～5年后，受风砂的侵蚀，前缘尤其是靠近叶尖的部位，因运动速度快，受风砂的磨损严重，易出现砂眼和空洞。砂眼和空洞会使叶片的气动性能下降，也需要在户外现场修复。

现有的相关技术中，环氧树脂叶片外包边制作和破损区的修复补强用的是手糊环氧树脂和纤维织物。由于手糊环氧树脂室温条件下固化后的耐热温度低，低温环境中固化速度慢，通常需要使用额外的热源进行加热，会产生一定的能耗，而且操作非常不便。

因此，需要一种新的叶片的补强和修复技术，能够在不增加能耗的前提下，提高对叶片进行补强和修复的效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，能够在不增加能耗的前提下，提高对叶片进行补强和修复的效率。

有鉴于此，本发明提供了一种叶片的补强和修复方法，包括：步骤104，使用乙烯基树脂将纤维织物逐层覆盖至待补强或修复处。在该技术方案中，通过采用乙烯基树脂来提高叶片修复和补强的效率；在实际操作中，可以采用手糊乙烯基树脂浸渍纤维织物；而且，乙烯基树脂在自然条件下，放置时间越长固化程度越高，最终可达到优于环氧树脂的耐热性和力学强度。

在上述技术方案中，优选地，在所述步骤104之前，还包括：步骤102，根据环境因素及需要的凝胶时间，选择引发剂和促进剂，并确定所述引发剂和所述促进剂的用量，以调配至所述乙烯基树脂中。在该技术方案中，根据现场的环境条件选择合适的引发剂和促进剂，可以对乙烯基树脂的凝胶时间进行控制，比如根据实际情况通常选择为15～30分钟甚至更短，相比于现有技术中使用环氧树脂的情况，大大地缩短了树脂的固化时间，提高了叶片修复和补强的效率。

在上述技术方案中，优选地，当所述叶片为环氧树脂叶片时，所述乙烯基树脂为氨基甲酸酯改性的乙烯基树脂。在该技术方案中，针对环氧树脂叶片，采用氨基甲酸酯改性的乙烯基树脂，与环氧树脂的结合性更好，使对环氧树脂叶片的补强和修复效果更好。

在上述技术方案中，优选地，所述纤维织物为玻纤布或碳纤布。在该技术方案中，采用玻纤布或碳纤布，抗拉性更好，强度更高，使对叶片的补强和修复效果更好。

在上述技术方案中，优选地，在所述步骤104之前，还包括：对所述叶片上需要覆盖所述纤维织物的区域进行打磨，以增加所述区域的表面粗糙度。在该技术方案中，为了使纤维织物粘得更牢固，对纤维织物覆盖的区域进行打磨，以增加该区域的表面粗糙度，使纤维织物粘得更牢固；特别地，对于环氧树脂叶片，由于在环氧树脂固化以后会产生游离胺，影响纤维织物粘牢，所以可以通过打磨来消除该区域表面的游离胺，以使纤维织物粘得更牢固。

在上述技术方案中，优选地，对所述区域打磨至所述叶片的玻璃钢层。在该技术方案中，在对叶片进行修复时，叶片上一般已经喷上了油漆，油漆的存在会严重影响纤维织物粘牢，所以特别将纤维织物要覆盖的区域打磨至玻璃钢层，以确保油漆被打磨干净；另外，由于叶片可能已经使用了一段时间，叶片表面的涂层等覆盖物也受到了一定程度的损坏，如果在已经部分损坏的覆盖物基础上进行修复可能会严重影响修复效果，所以在修复时直接将该区域处的覆盖物完全打磨掉，以确保修复效果。

在上述技术方案中，优选地，所述的叶片的补强和修复方法还包括：在完成打磨后，采用压缩空气和/或丙酮对所述区域进行清理。在该技术方案中，在打磨完成后叶片的表面一般还会存在一些灰尘等杂物，所以需要对该区域进行清理，对于较易清除的杂物只需使用压缩空气清理即可，而对于一些比较难以清除的杂物，可以使用丙酮等易挥发的有机溶剂，最终实现将该区域的表面清理干净，方便纤维织物粘牢。

在上述技术方案中，优选地，若所述叶片上存在破损，在所述步骤104之前，还包括：向破损处填充胶粘剂，并使所述胶粘剂高出所述破损处的边缘。在该技术方案中，叶片在使用一段时间以后，可能由于受风沙侵蚀等影响，表面会产生一些例如砂眼或空洞之类的破损情况，此时则需要先对破损处进行填充，以保证修复后叶片的强度。

在上述技术方案中，优选地，所述胶粘剂为甲基丙烯酸酯类胶粘剂。在该技术方案中，甲基丙烯酸酯类胶粘剂与乙烯基树脂相容性较好，这样可以使纤维织物粘得更牢，修复效果更好。

在上述技术方案中，优选地，所述胶粘剂为环氧树脂类胶粘剂；以及在向所述破损处填充所述环氧树脂类胶粘剂之后，还包括：在所述环氧树脂类胶粘剂固化以后，对所述环氧树脂类胶粘剂进行打磨处理。在该技术方案中，当采用环氧树脂类胶粘剂时，由于环氧树脂固化以后表面会产生游离胺，影响纤维织物粘牢，所以要对固化后的环氧树脂进行打磨，以除掉环氧树脂表面的游离胺，方便纤维织物粘牢，确保修复效果。

综上所述，通过本发明的技术方案，采用乙烯基树脂对叶片进行补强和修复，有效地缩短了树脂的固化时间，提高了补强和修复的效率；而且采用玻纤布或碳纤布，强度更高，补强和修复效果更好。

附图说明

图1是根据本发明的叶片的补强和修复方法的流程图；

图2是根据本发明一个实施例的叶片根端的补强方法的流程图；

图3是图2所示实施例的叶片根端糊制外包边前的示意图；

图4是图2所示实施例中叶片根端糊制外包边后的示意图；

图5是根据本发明一个实施例的叶片前缘的补强方法的流程图；

图6是图5所示实施例的叶片前缘糊制外包边前的示意图；

图7是图5所示实施例的叶片前缘糊制外包边后的示意图；

图8根据本发明一个实施例的叶片后缘的补强方法的流程图；

图9是图8所示实施例的叶片后缘糊制外包边前的示意图；

图10是图8所示实施例的叶片后缘糊制外包边后的示意图；

图11是根据本发明一个实施例的叶片表面破损区域的修复方法的流程图；

图12是图11所示实施例的叶片表面破损区域的示意图；

图13是图11所示实施例的叶片表面破损区域打磨后的示意图；

图14是图11所示实施例的叶片表面破损区域孔洞内填入胶粘剂后的示意图；

图15是图11所示实施例的叶片表面破损区域上糊制补强层后的示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。

图1是根据本发明的叶片的补强和修复方法的流程图。

如图1所示，本发明提供了一种叶片的补强和修复方法，包括：步骤104，使用乙烯基树脂将纤维织物逐层覆盖至待补强或修复处。在该技术方案中，通过采用乙烯基树脂来提高叶片修复和补强的效率；在实际操作中，可以采用手糊乙烯基树脂浸渍纤维织物；而且，乙烯基树脂在自然条件下，放置时间越长固化程度越高，最终可达到优于环氧树脂的耐热性和力学强度。

在上述技术方案中，优选地，在步骤104之前，还包括：步骤102，根据环境因素及需要的凝胶时间，选择引发剂和促进剂，并确定引发剂和促进剂的用量，以调配至乙烯基树脂中。在该技术方案中，根据现场的环境条件选择合适的引发剂和促进剂，可以对乙烯基树脂的凝胶时间进行控制，比如根据实际情况通常选择为在15～30分钟甚至更短，相比于现有技术中使用环氧树脂的情况，大大地缩短了树脂的固化时间，提高了叶片修复和补强的效率。

在上述技术方案中，优选地，当叶片为环氧树脂叶片时，乙烯基树脂为氨基甲酸酯改性的乙烯基树脂。在该技术方案中，针对环氧树脂叶片，采用氨基甲酸酯改性的乙烯基树脂，与环氧树脂的结合性更好，使对环氧树脂叶片的补强和修复效果更好。

在上述技术方案中，优选地，纤维织物为玻纤布或碳纤布。在该技术方案中，采用玻纤布或碳纤布，抗拉性更好，强度更高，使对叶片的补强和修复效果更好。

在上述技术方案中，优选地，在步骤104之前，还包括：对叶片上需要覆盖纤维织物的区域进行打磨，以增加区域的表面粗糙度。在该技术方案中，为了使纤维织物粘得更牢固，对纤维织物覆盖的区域进行打磨，以增加该区域的表面粗糙度，使纤维织物粘得更牢固；特别地，对于环氧树脂叶片，由于在环氧树脂固化以后会产生游离胺，影响纤维织物粘牢，所以可以通过打磨来消除该区域表面的游离胺，以使纤维织物粘得更牢固。

在上述技术方案中，优选地，对区域打磨至叶片的玻璃钢层。在该技术方案中，在对叶片进行修复时，叶片上一般已经喷上了油漆，油漆的存在会严重影响纤维织物粘牢，所以特别将纤维织物要覆盖的区域打磨至玻璃钢层，以确保油漆被打磨干净；另外，由于叶片可能已经使用了一段时间，叶片表面的涂层等覆盖物也受到了一定程度的损坏，如果在已经部分损坏的覆盖物基础上进行修复可能会严重影响修复效果，所以在修复时直接将该区域处的覆盖物完全打磨掉，以确保修复效果。

在上述技术方案中，优选地，叶片的补强和修复方法还包括：在完成打磨后，采用压缩空气和/或丙酮对区域进行清理。在该技术方案中，在打磨完成后叶片的表面一般还会存在一些灰尘等杂物，所以需要对该区域进行清理，对于较易清除的杂物只需使用压缩空气清理即可，而对于一些比较难以清除的杂物，可以使用丙酮等易挥发的有机溶剂，最终实现将该区域的表面清理干净，方便纤维织物粘牢。

在上述技术方案中，优选地，若叶片上存在破损，在步骤104之前，还包括：向破损处填充胶粘剂，并使胶粘剂高出破损处的边缘。在该技术方案中，叶片在使用一段时间以后，可能由于受风沙侵蚀等影响，表面会产生一些例如砂眼或空洞之类的破损情况，此时则需要先对破损处进行填充，以保证修复后叶片的强度。

在上述技术方案中，优选地，胶粘剂为甲基丙烯酸酯类胶粘剂。在该技术方案中，甲基丙烯酸酯类胶粘剂与乙烯基树脂相容性较好，这样可以使纤维织物粘得更牢，修复效果更好。

在上述技术方案中，优选地，胶粘剂为环氧树脂类胶粘剂；以及在向破损处填充该环氧树脂类胶粘剂之后，还包括：在环氧树脂类胶粘剂固化以后，对环氧树脂类胶粘剂进行打磨处理。在该技术方案中，当采用环氧树脂类胶粘剂时，由于环氧树脂固化以后表面会产生游离胺，影响纤维织物粘牢，所以要对固化后的环氧树脂进行打磨，以除掉环氧树脂表面的游离胺，方便纤维织物粘牢，确保修复效果。

下面以环氧树脂叶片的补强和修复为例，详细说明本发明中所述的技术方案。

图2是根据本发明一个实施例的叶片根端的补强方法的流程图；图3是图2所示实施例的叶片根端糊制外包边前的示意图；图4是图2所示实施例中叶片根端糊制外包边后的示意图。

如图2至图4所示，环氧树脂叶片根端1的补强方法，包括以下步骤：

步骤202，对如图3所示的叶片根端1外表面的合模缝2周边的区域的根端表面4进行打磨，除去表面环氧树脂固化后残留的游离胺，提高表面粗糙度。

步骤204，用压缩空气将打磨区域表面的粉尘等杂物清除干净。

步骤206，根据环境温度进行凝胶试验，选择合适的引发剂和促进剂，将手糊乙烯基树脂的凝胶时间控制在15～30分钟。

步骤208，根据凝胶试验确定的引发剂和促进剂的用量，调配手糊乙烯基树脂。

步骤210，使用所调配的手糊乙烯基树脂浸渍玻纤布，并逐层手糊在叶片根端1的合模缝2的周边区域，得到根端外包边3，此时具体如图4所示。

步骤212，晾置自然固化。

图5是根据本发明一个实施例的叶片前缘的补强方法的流程图；图6是图5所示实施例的叶片前缘糊制外包边前的示意图；图7是图5所示实施例的叶片前缘糊制外包边后的示意图。

如图5至图7所示，环氧树脂叶片前缘6的补强方法，包括以下步骤：

步骤502，如图6所示，对叶片前缘6的周边的区域的前缘表面5进行打磨，除去表面环氧树脂固化后残留的游离胺，提高表面粗糙度。

步骤504，用压缩空气将打磨后的前缘表面5的粉尘等杂物清除干净。

步骤506，根据环境温度进行凝胶试验，选择合适的引发剂和促进剂，将手糊乙烯基树脂的凝胶时间控制在15～30分钟。

步骤508，根据凝胶试验确定的引发剂和促进剂的用量，调配手糊乙烯基树脂。

步骤510，使用所调配的手糊乙烯基树脂浸渍玻纤布，并逐层手糊在叶片前缘6的前缘表面5的周边区域，得到前缘外包边7，此时具体如图7所示。

步骤512，晾置自然固化。

图8根据本发明一个实施例的叶片后缘的补强方法的流程图；图9是图8所示实施例的叶片后缘糊制外包边前的示意图；图10是图8所示实施例的叶片后缘糊制外包边后的示意图。

如图8至图10所示，环氧树脂叶片后缘9的补强方法，包括以下步骤：

步骤802，如图9所示，对叶片后缘9的周边的区域的后缘表面8进行打磨，除去表面环氧树脂固化后残留的游离胺，提高表面粗糙度。

步骤804，用压缩空气将打磨后的后缘表面8的粉尘等杂物清除干净。

步骤806，根据环境温度进行凝胶试验，选择合适的引发剂和促进剂，将手糊乙烯基树脂的凝胶时间控制在15～30分钟。

步骤808，根据凝胶试验确定的引发剂和促进剂的用量，调配手糊乙烯基树脂。

步骤810，使用所调配的手糊乙烯基树脂浸渍玻纤布，并逐层手糊在叶片后缘9的后缘表面7的周边区域，得到后缘外包边10，具体如图10所示。

步骤812，晾置自然固化。

图11是根据本发明一个实施例的叶片表面破损区域的修复方法的流程图；图12是图11所示实施例的叶片表面破损区域的示意图；图13是图11所示实施例的叶片表面破损区域打磨后的示意图；图14是图11所示实施例的叶片表面破损区域孔洞内填入胶粘剂后的示意图；图15是图11所示实施例的叶片表面破损区域上糊制补强层后的示意图。

如图11至图15所示，环氧树脂叶片11表面破损区域13的修复方法，包括以下步骤：

步骤1102，如图12所示，打磨叶片表面的破损区域13的周边区域12至玻璃钢层14，并用压缩空气吹扫和丙酮清洗除去表面的粉尘和异物，得到如图13所示的叶片状态。

步骤1104，将叶片破损区域13中的异物清除干净。

步骤1106，如图14所示，向叶片破损区内孔洞或缝隙中填入快速固化胶粘剂16，均匀填充避免气泡，胶粘剂略微高出孔洞或缝隙边缘。此处优选与乙烯基树脂相容性好的胶粘剂(如甲基丙烯酸酯类)，对于快速固化的环氧胶粘剂，固化后稍作打磨处理，除去胶粘剂表面的游离胺。

步骤1108，根据环境温度进行凝胶试验，选择合适的引发剂和促进剂，将手糊乙烯基树脂的凝胶时间控制在15～30分钟。

步骤1110，根据凝胶试验确定的引发剂和促进剂的用量，调配手糊乙烯基树脂。

步骤1112，使用所调配的手糊乙烯基树脂浸渍玻纤布，并逐层手糊在叶片的玻璃钢层14和快速固化胶粘剂16上，得到破损区域13的外补强层15，具体如图15所示。

综上，通过本发明的技术方案，采用乙烯基树脂对叶片进行补强和修复，有效地缩短了树脂的固化时间，提高了补强和修复的效率；而且采用玻纤布或碳纤布，强度更高，补强和修复效果更好。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种叶片的补强和修复方法，其特征在于，包括：

使用乙烯基树脂将纤维织物逐层覆盖至待补强或修复处。

2.根据权利要求1所述的叶片的补强和修复方法，其特征在于，在使用所述乙烯基树脂将所述纤维织物逐层覆盖至所述待补强或修复处之前，还包括：

根据环境因素及需要的凝胶时间，选择引发剂和促进剂，并确定所述引发剂和所述促进剂的用量，以调配至所述乙烯基树脂中。

3.根据权利要求1所述的叶片的补强和修复方法，其特征在于，

当所述叶片为环氧树脂叶片时，所述乙烯基树脂为氨基甲酸酯改性的乙烯基树脂。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的叶片的补强和修复方法，其特征在于，所述纤维织物为玻纤布或碳纤布。

5.根据权利要求4所述的叶片的补强和修复方法，其特征在于，在使用所述乙烯基树脂将所述纤维织物逐层覆盖至所述待补强或修复处之前，还包括：

对所述叶片上需要覆盖所述纤维织物的区域进行打磨，增加所述区域的表面粗糙度。

6.根据权利要求5所述的叶片的补强和修复方法，其特征在于，对所述区域打磨至所述叶片的玻璃钢层。

7.根据权利要求5或6所述的叶片的补强和修复方法，其特征在于，还包括：

在完成打磨后，采用压缩空气和/或丙酮对所述区域进行清理。

8.根据权利要求4所述的叶片的补强和修复方法，其特征在于，若所述叶片上存在破损，则在使用所述乙烯基树脂将所述纤维织物逐层覆盖至所述待补强或修复处之前，还包括：

向破损处填充胶粘剂，并使所述胶粘剂高出所述破损处的边缘。

9.根据权利要求8所述的叶片的补强和修复方法，其特征在于，所述胶粘剂为甲基丙烯酸酯类胶粘剂。

10.根据权利要求8所述的叶片的补强和修复方法，其特征在于，所述胶粘剂为环氧树脂类胶粘剂；以及

在向所述破损处填充所述环氧树脂类胶粘剂之后，还包括：

在所述环氧树脂类胶粘剂固化以后，对所述环氧树脂类胶粘剂进行打磨处理。

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