风电叶片腹板PS侧粘接工艺可行性研究

张洪铭，刘靖宇，吴彦波，贾宇婷，刘鲜红，谢理国

(东方电气(天津)风电叶片工程有限公司 天津300480)

0 引 言

随着全球气候的变化，新能源的发展越来越受到人们的关注。其中风能作为可再生绿色能源，凭借其巨大的商业潜力和环保效益，在新能源行业中迅速发展[1-2]。叶片作为风电机组的核心部件，它主要采用以主梁系统作为支撑结构，在壳体前后缘及主梁腹板位置进行粘接的成型方式。目前壳体成型过程中腹板主要以先在 SS壳体上进行粘接，待腹板在 SS侧粘接固化后再进行合模粘接。这种方式主要存在以下两点问题：①PS壳体为上模，合模后 PS壳体与腹板挤压的粘接剂会掉落、流挂在壳体内部，由于人员无法进入的区域残胶无法清除，叶片后期在风场运行中残胶容易脱落可能会对叶片内部结构甚至对机组造成损伤；②合模后，由于腹板高度较高，腹板PS侧外侧角手糊工艺存在操作难度大的问题。

为优化工艺操作步骤、提升腹板粘接效率、解决残胶流挂等问题，结合目前同行生产经验，在 35m叶型上展开了将腹板在壳体PS侧粘接工艺可行性试验研究。

1 试验过程

图 1为试验的具体流程图。按照工艺要求制作35m叶型的SS侧、PS侧壳体和腹板，并将该腹板按PS侧朝向下方进行组装；随后在生产环境满足粘接要求时，将腹板直接在壳体 PS侧进行粘接；直至腹板 PS侧粘接区域固化后，将壳体 PS侧进行翻转合模。产品固化后，采用超声波无损探伤方法[3]对腹板PS侧的粘接区域进行检测，检查腹板粘接部位是否存在缺胶现象。

图1 试验流程图Fig.1 Experimental flow chart

2 粘接效果验证

叶片脱膜后，对腹板 SS侧和 PS侧的腹板粘接区域进行了无损探伤检测，3支叶片中仅 1号叶片PS侧后缘的局部位置存在 0.5m长的轻微开口式缺胶，标准要求粘接宽度为 80mm，此处最小粘接宽度为 60mm，其余各位置均满足粘接要求。由此可知腹板在PS面粘接未给产品带来额外缺陷，且该工艺PS侧腹板挤压出的残胶可以顺利清除，符合试验预期。在试验过程中也反映出由于PS侧壳体模具的特点对腹板挤压工装的要求更高，要求在腹板挤压工装安装过程中严格保证安装精度。

3 腹板PS侧粘接工艺分析

3.1 技术优势

腹板在壳体PS侧粘接工艺对叶片生产具有以下优势：

①在壳体成型过程中，PS壳体铺层和灌注时间比 SS壳体用时少，在 PS壳体上粘接腹板能有效利用时间差，缩短成型周期，提高产出效率。

②将腹板粘接在壳体PS侧可以顺利将挤压出来的残胶清除，而合模后 SS侧挤压出的残胶并不会流挂，降低了叶片运行过程中脱落的风险。

③若将腹板在壳体 PS侧粘接，则 PS侧整体外侧粘接角和SS侧人员可进入区域的外侧粘接角均可采用手糊方式进行处理，此法不仅可以降低粘接剂用量，而且操作也很便捷。

3.2 防护要求

腹板在壳体PS侧粘接工艺也有需要格外注意的事项：

①在吊装操作过程中应注意PS侧朝下导致整体起吊高度比 SS侧起吊升高，在吊装过程中应注意腹板的防护。

②合模后，操作人员进入壳体对 SS侧挤压出的粘接剂进行清理时，由于壳体坡度较大导致行动受限，建议若采取腹板 PS侧粘接工艺，则合模后在 SS侧增加人员的辅助操作工具。

4 结论及展望

综上所述，腹板在叶片壳体 PS侧粘接工艺的效果良好，未出现严重性缺胶现象，而且可以减少残胶的脱落、提高成型效率、对外侧粘接角的处理更便捷，故风电叶片腹板在壳体 PS面粘接工艺具有一定的可行性。上述技术优势说明将腹板在壳体 PS侧粘接的工艺对生产有积极的推广价值，也是风电叶片行业降本提速可采取的一大措施。