【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风力发电叶片运维，具体涉及一种在役风电叶片防结冰、防腐蚀结构及其成型方法。
技术介绍
1、在风电领域，叶片前缘腐蚀问题和叶片结冰问题一直是影响风电机组性能和结构安全的重要因素。随着风电装机量的急剧增加、风力发电技术的不断进步和政策支持的加强，国内风电市场呈现出快速增长的态势。然而，风电场通常位于气候恶劣、湿度高的地区，风机叶片在运行过程中会受到风力、雨雪、盐雾等多种因素的作用，导致前缘部分容易受到腐蚀和损伤，特别是海上风电叶片，其面临的腐蚀环境更为严重。另外，冬季叶片结冰问题严重影响风电机组发电性能，并且给风电机组带来安全隐患，严重影响风电场安全运行。
2、目前，国内外对于风电叶片前缘腐蚀问题的解决方案主要是设置叶片前缘保护漆、保护膜、保护壳等。然而，这些解决方案在长期使用后仍会出现磨损、老化等问题，防腐蚀效果不佳。此外，这些解决方案的施工成本和维护成本也较高，给风电场运营带来一定的经济压力。
3、具体来说，现有的叶片前缘保护漆主要采用有机涂层材料，如聚氨酯、丙烯酸等，这些材料在受到风力、雨雪、盐雾等环境因素的作用下容易发生老化、脱落等现象；现有的叶片前缘保护膜主要采用塑料薄膜或橡胶材料、叶片前缘保护壳主要采用金属材料或复合材料，这些材料在受到风力、雨雪、盐雾等环境因素的作用下容易发生变形、破损等现象，进而导致防腐蚀效果不佳；同时，叶片前缘保护漆、保护膜、保护壳采用的这些材料在施工过程中需要经过多道工序，施工周期长，成本高。
4、此外，现有的叶片防结冰技术，如叶片内部气热除冰效果
5、因此，开发一种新型的、高效的、低成本的在役风电叶片防结冰、防腐蚀结构及其成型方法和应用成为当前技术发展的迫切需求。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种在役风电叶片防结冰、防腐蚀结构及其成型方法，旨在提高风电叶片前缘的抗腐蚀能力和叶片防结冰的能力，延长其使用寿命，同时降低维护成本，提高风电机组的运行效率和安全性。
2、为了实现上述目的，本专利技术公开了一种在役风电叶片防结冰、防腐蚀结构，该结构具体为一种与风电叶片前缘形状相随形的壳结构，该壳结构由外到内依次为防护层、吸能缓冲层、粘接层、定型加热层，各层材料及功能各不相同，防护层为聚合物或复合高分子材料，吸能缓冲层为热塑性弹性体材料，粘接层为橡胶材料，定型加热层包括石墨烯改性的纤维增强材料及能够为石墨烯改性的纤维增强材料提供电能的供电电极。
3、进一步的，防护层为聚四氟乙烯或聚酰亚胺或同等性能的聚合物或复合高分子材料。
4、进一步的，吸能缓冲层为聚氨酯或聚酯类弹性体或同等性能的热塑性弹性体材料。
5、进一步的，粘接层为丁腈橡胶或氯丁橡胶或同等性能的橡胶材料。
6、进一步的，定型加热层中，所述石墨烯改性的纤维增强材料是通过石墨烯气相沉积方法在所述纤维增强材料表面生长一层石墨烯，供电电极包括正、负两条供电电极，正、负供电电极的一端均与外接电源连接，另一端均与石墨烯改性的纤维增强材料相接触。
7、进一步的，所述纤维增强材料为玻璃纤维或碳纤维增强复合材料。
8、本专利技术还公开了一种如上所述的在役风电叶片防结冰、防腐蚀结构的成型方法，具体如下：
9、(1)挤塑模压成型：将所选取的防护层、吸能缓冲层、粘接层的材料按照由外到内的三层结构的设定，通过挤塑设备进行挤塑模压成型，得到三层结构的软质膜材料。
10、(2)铺设定形加热层：在叶片前缘模具上铺设定形加热层，即先在模具上铺设石墨烯改性的纤维增强材料，再铺设正、负两条供电电极，确保定形加热层与模具紧密贴合。
11、(3)组合与定型：将步骤(1)得到的三层结构的软质膜材料与步骤(2)得到的定形加热层通过真空灌注、袋压或手糊的工艺组合在一起，并加热至70-80℃定型，确保各层之间紧密结合，形成具有四层结构、与风电叶片前缘随形的壳结构，该壳结构即为在役风电叶片防结冰、防腐蚀结构。
12、本专利技术还公开了如上所述的在役风电叶片防结冰、防腐蚀结构的应用，具体如下：
13、(1)运输与准备：将所述役风电叶片防结冰、防腐蚀结构，即壳结构运输至风电场，并对叶片前缘腐蚀区域进行表面处理，确保叶片前缘腐蚀区域的清洁与平整。
14、(2)粘接与安装：在表面处理过的叶片前缘腐蚀区域上刮涂胶粘剂，然后将壳结构扣押在叶片前缘腐蚀区域的安装位置，确保壳结构与叶片前缘紧密贴合，并挤压出多余的胶粘剂。
15、(3)密封与修补：使用具有耐腐蚀性能的涂料对壳结构周围进行密封处理，确保壳结构与叶片前缘之间无缝隙。
16、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
17、(1)本专利技术的在役风电叶片防结冰、防腐蚀结构能够实现高效、便捷的防腐技改，提高了技改效率，显著提高了风电叶片防结冰性能、前缘耐腐蚀性能和使用寿命，降低了维护成本，为风电场带来更好的经济效益和社会效益，具有广泛的应用前景。
18、(2)本专利技术加热除冰效果较好，随形壳结构的工艺性更高，降低了生产和安装的工艺难度。
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1.一种在役风电叶片防结冰、防腐蚀结构，其特征在于，该结构具体为一种与风电叶片前缘形状相随形的壳结构，该壳结构由外到内依次为防护层、吸能缓冲层、粘接层、定型加热层，防护层为聚合物或复合高分子材料，吸能缓冲层为热塑性弹性体材料，粘接层为橡胶材料，定型加热层包括石墨烯改性的纤维增强材料及能够为石墨烯改性的纤维增强材料提供电能的供电电极。
2.如权利要求1所述的在役风电叶片防结冰、防腐蚀结构，其特征在于：防护层为聚四氟乙烯或聚酰亚胺或同等性能的聚合物或复合高分子材料。
3.如权利要求1所述的在役风电叶片防结冰、防腐蚀结构，其特征在于：吸能缓冲层为聚氨酯或聚酯类弹性体或同等性能的热塑性弹性体材料。
4.如权利要求1所述的在役风电叶片防结冰、防腐蚀结构，其特征在于：粘接层为丁腈橡胶或氯丁橡胶或同等性能的橡胶材料。
5.如权利要求1所述的在役风电叶片防结冰、防腐蚀结构，其特征在于：定型加热层中，所述石墨烯改性的纤维增强材料是通过石墨烯气相沉积方法在所述纤维增强材料表面生长一层石墨烯，供电电极包括正、负两条供电电极，正、负供电电极的一端均与外接电
6.如权利要求5所述的在役风电叶片防结冰、防腐蚀结构，其特征在于：所述纤维增强材料为玻璃纤维或碳纤维增强复合材料。
7.一种如权利要求1所述的在役风电叶片防结冰、防腐蚀结构的成型方法，其特征在于，具体如下：
8.如权利要求7所述的在役风电叶片防结冰、防腐蚀结构的成型方法，其特征在于，步骤(3)中，加热至70-80℃定型。
9.一种如权利要求1所述的在役风电叶片防结冰、防腐蚀结构的应用，其特征在于，具体如下：
...【技术特征摘要】
1.一种在役风电叶片防结冰、防腐蚀结构，其特征在于，该结构具体为一种与风电叶片前缘形状相随形的壳结构，该壳结构由外到内依次为防护层、吸能缓冲层、粘接层、定型加热层，防护层为聚合物或复合高分子材料，吸能缓冲层为热塑性弹性体材料，粘接层为橡胶材料，定型加热层包括石墨烯改性的纤维增强材料及能够为石墨烯改性的纤维增强材料提供电能的供电电极。
2.如权利要求1所述的在役风电叶片防结冰、防腐蚀结构，其特征在于：防护层为聚四氟乙烯或聚酰亚胺或同等性能的聚合物或复合高分子材料。
3.如权利要求1所述的在役风电叶片防结冰、防腐蚀结构，其特征在于：吸能缓冲层为聚氨酯或聚酯类弹性体或同等性能的热塑性弹性体材料。
4.如权利要求1所述的在役风电叶片防结冰、防腐蚀结构，其特征在于：粘接层为丁腈橡胶或氯丁橡胶或同等性能的橡胶材料。
【专利技术属性】
技术研发人员：白龙超，黎华，杨清法，张伟，孙光佳，邵立东，
申请(专利权)人：洛阳双瑞风电叶片有限公司，
类型：发明
国别省市：
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