CWPC2025第十一屆中國國際風電復合材料創新發展論壇暨展覽會：大型風電葉片葉根柔性楔形條的應用開發

大型風電葉片2025年3月南京海拓復合材料有限責任公司NANJINGHITECHCOMPOSITESCO.,LTD.南京海拓復合材料有限責任公司NANJINGHITECHCOMPOSITESCO.,LTD.南京海拓復合材料有限責任公司NANJINGHITECHCOMPOSITESCO.,LTD.南京海拓復合材料有限責任公司NANJINGHITECHCOMPOSITESCO.,LTD.葉根楔形條的主要作用和特點葉根楔形條的主要作用：葉根楔形條的主要作用：●楔形條是葉片葉根的關鍵性材料，作用遠超出單純的機械連接，通過獨特的幾何設計和材料特性，保障葉片在嚴苛環境下的長期穩定運行，確保風電機組的工作壽命。葉根楔形條的主要特點：葉根楔形條的主要特點：●本體性能好：玻纖連續拉擠制造，具有輕質高強的優勢，能將承受的葉片載荷和離心力穩定傳遞。●減震和平衡：可吸收振動能量，降低顫振，并通過接觸面增大分散應力，平衡受力，避免應力集中。●耐腐和抗老化：復合材料具有良好的耐腐蝕性能，在潮濕、鹽霧環境下抗老化性能優異，適合戶外和海洋環境。現代風機葉根連接件材料的發展歷程FRP材料(環氧基/乙烯基)智能監控南京海拓復合材料有限責任公司1.1楔形條概況NANJINGHITECHCOMPOSITESCO.,LTD.風電葉片葉根用楔形條的要求高強度承受葉片在運行過程中產生各種應力，防止楔形條在長期使用中出現斷裂或失效。高剛度確保葉片在運行過程中能夠承受巨大的風載荷和離心力，保證葉片的可靠性和穩定性。高疲勞性能確保風電葉片在運行過程中經歷數百萬次的循環載荷，不會出現疲勞裂紋或失效。隨著風電葉片大型化的快速發展，對葉根連接系統提出了更高要求。傳統環氧基楔形條在應用中積累了寶貴經驗，而面對更大葉型和更復雜的海上環境，我們應該有更多思考和探索。可靠、更長壽命的方向發展。南京海拓復合材料有限責任公司1.2楔形條發展要求NANJINGHITECHCOMPOSITESCO.,LTD.未來：風電葉片葉根用柔性楔形條開發要求更好界面性能和材料性能更好界面性能和材料性能楔形條需要具備優異界面性能和高強度，以承受葉片在運行過程中產生的各種應力，防止楔形條在長期使用中出現斷裂或失效。隨著葉片長度的增加，葉片在運行中承受的彎曲載荷和振動載荷顯著增大，楔形條需要具備更高的柔性，以適應葉片的動態變形。確保剛度的同時，通過材料優化提升楔形條的柔韌性，使其在動態載荷下能夠有效分散應力，減少應力集中現象。未來將聚焦于材料創新、工藝升級、智能化制造和綠色可持續發展，這些創新將推動風電葉片向更南京海拓復合材料有限責任公司NANJINGHITECHCOMPOSITESCO.,LTD.南京海拓復合材料有限責任司2.1柔性楔形條開發思路NANJINGHITECHCOMPOSITESCOTD滿足產品性能要求：1、基本力學性能2、更高界面粘接強度3、適當的柔性4、疲勞性能滿足拉擠工藝要求：1、拉擠速度2、樹脂浸潤速度3、固化速度、固化時間4、樹脂粘度、樹脂適用期纖維——膨體紗樹脂——改性乙烯基樹脂樹脂配方設計：1、厚制品的放熱設計2、樹脂黏度浸潤設計3、樹脂體系增韌設計4、樹脂體系固化設計1、紗線張力均勻控制；2、膨體紗強度低牽引紗線需要適度控制預成型及模具設計：1、考慮擠膠量和消除氣泡2、考慮出模產品尺寸合格1、厚截面制品，低速拉擠2、確保效率和降本，需要一機多模后處理設計需考慮：1、產品尺寸精度2、產品表面粗糙度3、產品得率、效率、產率4、環境的職業健康問題。南京海拓復合材料有限責任公司2.2原材料選擇NANJINGHITECHCOMPOSITESCO.,LTD.專用膨體紗：專用膨體紗：·膨體紗的彈性變形能力能夠降低材料在沖擊載荷下的脆性斷裂風險·我們通過自主膨化設計，膨體紗的纖維結構能夠提供更好的彈性形變，使柔性楔形條在承受彎曲載荷時顯現更高的韌性改性乙烯基樹脂：改性乙烯基樹脂：·我們改性的乙烯基樹脂具有更好的韌性和抗沖擊性能，能夠在動態載荷下更好的吸收能量，釋放應力，確保葉根的可靠性。南京海拓復合材料有限責任公司南京海拓復合材料有限責任公司2.3配方和拉擠工藝設計NANJINGHITECHCOMPOSITESCO.,LTD.配方和拉擠工藝設計(重點環節)配方設計：乙烯基樹脂反應快，楔形條為厚制件容易放熱集中，導致產品產生裂紋。·改性乙烯基樹脂采用復配引發劑，降低樹脂放熱量，避免產品出現熱應力集中導致裂紋●樹脂增韌的優化，提升了產品的G1c性能，產品具有更好的韌性拉擠工藝設計：由于膨體紗較蓬松，張力控制和浸膠相對困難。·專用紗架，完備的導紗系統和預成型系統，確保張力控制·專用浸膠系統，避免填料沉降，提升膨體紗浸潤效果。南京海拓復合材料有限責任公司南京海拓復合材料有限責任公司2.4后處理開發NANJINGHITECHCOMPOSITESCO.,LTD.后處理設計開發工作在風電葉片楔形條的制造過程中，拉擠成型后的楔形條需要進行一系列后處理工序，確保尺寸精度、表面粗糙度、力學性能與其他部件的適配性。后處理開發工作是楔形條制造中的重要環節，直接影響產品的使用效果和葉片質量NANJINGHITECHCOMPOSITESCO.,LTD.后處理開發-切割工藝楔形條的切割精度直接影響產品的尺寸精度，所以切割精度是非常重要的控制指標，我們內控小于±0.5mm,切割主要關注兩個重點：1)長度的切割精度：采用光電感應裝置，定長自動切割，精確度控制小于±0.5mm;2)切割面的垂直度：光電切割后，工裝確保產品不發生偏移，保證切割面垂直度度；NANJINGHITECHCOMPOSITESCO.,LTD.切割工藝自動化打磨斜切斜切面打磨1)定制專用磨輪：與楔形條適配誤差小于±0.1mm,保證楔形條打磨后的尺寸精度磨輪目數在60-100,打磨效果最佳，可以滿足行業需求的粗糙度要求；2)設定工藝參數：根據楔形條材料特性：控制打磨速率、轉速等參數，同時滿足環氧和乙烯基體系的楔形條打磨3)全自動打磨設備：避免人為操作，產品尺寸和表面粗糙度更穩定NANJINGHITECHCOMPOSITESCO.,LTD.后處理開發-斜切1)切割片剛度：切割片的剛度影響產品切面的平整度和尖端的均勻性2)斜切工藝參數：需要根據楔形條尺寸和材料特性，確認斜切速率、切割角度。3)產品尺寸的精度：滿足客戶規范要求，包括長度和尖端厚度等指標。NANJINGHITECHCOMPOSITESCO.,LTD.后處理開發-斜切面打磨1)工藝參數設定：需要根據楔形條材料特性，確認打磨速率2)專用磨輪選擇：滿足客戶規范的斜切面粗糙度要求3)全自動打磨設備：避免人為操作，產品尺寸和性能穩定南京海拓復合材料有限責任公司2.5柔性楔形條的材料級評價NANJINGHITECHCOMPOSITESCO.,LTD.柔性楔形條的材料級評價楔形條界面性能(拉剪指標)評價力學性能項目海拓401zro0.6400.6400.3200.480南京海拓復合材料有限責任公司南京海拓復合材料有限責任公司2.5柔性楔形條的材料級評價NANJINGHITECHCOMPOSITESCO.,LTD.柔性楔形條斷裂韌性評價力學性能項目斷裂性韌性G1c(I型)KJ/m2國外競品海拓柔性楔形條第一組第二組第三組國內競品800-1200No.H(Tostingloading)GGa0.8B60.8560.8130.7082.31310.8800.6630618#03#05前06Tablos:PCGiepopertiosNo.bHPC&5m20.0720.0820.0720.0611.29011.34011.30011.28011.24011.3000.5720.6240.5962.307十Coofficlontofvarlation[%]MaxMinNo.20.04Hmm]11.280PC結論：我們柔性楔形條的界面斷裂韌性達到國外競品的同等水平，國內領先。Displacement(mm)Displacement(mm)2.5柔性楔形條的材料級評價Displacement(mm)結論：柔性楔形條的界面斷裂韌性破壞都為楔形條的本體破壞,界面結合強度大于本體強度。Displacement(mm)NANJINGHITECHCOMPOSITESCO.,LTD.葉根楔形條的未來發展方向楔形條的未來發展方向將圍繞材料創新、工藝升級、智能化制造和綠色可持續發展展開，通過引入高性能材料、先進工藝和智能技術，提升楔形條的性能、效率和環境友好性。這些創新將推動風電葉片向更可靠和更長壽命的方向發展，為全球綠色能源轉型提供強有力的支持。南京海拓復合材料有限責任公司NANJINGHITECHCOMPOSITESCO.,LTD.NANJINGHITECHCOMPOSITESCOTD.努力成為：風力發電領域工程結構領域世界一流復合材料供應商!3.1公司發展歷程及規劃愿景海納百川開拓進取發展戰略規劃兩大系列支柱產品2017-2021結構膠粘劑2010-2019涉足風電領域工程結構領域拉擠復合材料(HICOMA⑧系列)2003-2009風力發電領域土木工程領域構膠研發環氧結構膠兩大應用領域2003.7研發及銷售拉擠復合材料風力發電領域起步土木工程領域環氧結構膠拉擠復合材料碳纖維織物工程結構領域南京海拓復合材料有限責任公司NANJINGHITECHCOMPOSITESCO.,LTD.●高新技術企業海拓海拓榮譽●國家專精特新小巨人●南京市結構膠工程研究中心●南京市結構膠工程技術研究中心●南京市碳纖維拉擠復合材料企業技術中心●南京市瞪羚企業●獲得授權專利60余項●主持或參與20余部國家標準、行業規范的編制發明專利證書左國節,中發明專利左國節,中發明專利單…任3.2公司各項榮譽“小巨人企業工業和信息化部江蘇省專精特新中小企業江蘇省工業和信息化廳2023年12月南京市發展和改革委員會二0一九年國家科學技術進步獎為表彰國家科學技術進步獎獲得者，轉頒發此證書。項目名稱：土木工程用高性能纖維復合材料制備及應用關鍵技術獲獎者：南京海拓復合材料有限責任公司獎勵等級：二等b000000000南京市瞪羚企業HICOMA應用領域：風力發電、工程加固、電子電力、海洋工程、石油工程、化工工程等南京海拓復合材料有限責任公司南京海拓復合材料有限責任公司南京海拓公司產品應用介紹HICOMA⑧系列碳纖維拉擠復合材料：拉擠筋、棒、片材；拉擠管、異性截面型材等南京海拓復合材料有限責任公司南京海拓復合材料有限責任公司NANJINGHITECHCOMPOSITESCO.,LTD.南京海拓公司產品應用介紹HICOMA⑧系列玻璃纖維拉擠復合材料：拉擠板/管、拉擠型材(工字鋼、角鋼、格柵)異性材等南京海拓復合材料有限責任公司南京海拓復合材料有限責任公司3.3公司拉擠復合材料產品生產線NANJINGHITECHCOMPOSITESCO.,LTD.風電葉片主梁拉擠板規模化全流程自動化生產線擁有年產20000噸高性能拉擠復合材料的生產能力，能夠自由切換碳纖/玻纖制品改變對傳統拉擠工藝的認識■自動化拉擠生產線■■■■樹脂在線配膠系統南京海拓復合材料有限責任公司3.3公司拉擠復合材料產品NANJINGHITECHCOMPOSITESCO.,LTD.大型兆瓦級風電葉片用拉擠玻纖/碳纖主梁板南京海拓復合材料有限責任公司南京海拓復合材料有限責任公司3.3公司拉擠復合材料產品NANJINGHITECHCOMPOSITESCO.,LTD.拉擠復合材料在工程領域的項目應用一舉創造三項記錄：●世界最大跨(388米)碳纖維索斜拉橋●世界最大跨(388米)碳纖維索斜拉橋,成功實現100%國產化：國產碳纖維、海拓自主開發拉擠樹脂體系、獨特的拉擠預成型設計、紗線張力控制等專有技術克服了國產碳纖維原料性能波動大毛羽多的缺點,海拓公司自主研制筋材南京海拓復合材料有限責任公司南京海拓復合材料有限責任公司3.3公司拉擠復合材料產品NANJINGHITECHCOMPOSITESCO.,LTD.玻纖拉擠復合材料在海洋工程領域應用杭州灣跨海大橋檢修通道及防護設施改造工程大橋引橋及暴露站相關防護欄、格柵走道板原鋼結構銹蝕嚴重。經專家論證，采用了玻璃纖維拉擠復合材料替代了原316L不銹鋼更換設計方案，項目于2021年9月完工。航道橋下橫梁護欄海中平臺暴露站索塔內部防護欄桿南京海拓復合材料有限責任公司3.4公司環氧結構膠產品Lica?系列膠粘劑產品風力發電領域：葉片粘接膠、快速粘接膠、高韌性復材膠、塔筒拼接膠、主梁拉擠樹脂等。工程結構領域：預制構件拼接膠、浸漬膠、植筋膠、粘鋼膠、碳板膠、碳布膠、灌縫膠、工程加固碳板用拉擠樹脂等。特種領域：環氧電子膠、預浸料用樹脂、高性能纏繞樹脂、低溫固化膠膜等。◆系統自動生成生產記錄，查詢及調閱精準快捷。南京海拓復合材料有限責任公司南京海拓復合材料有限責任公司3.4公司環氧結構膠產品生產線NANJINGHITECHCOMPOSITESCO.,LTD.海拓公司特種膠粘劑生產裝備配方下載記錄查詢自動稱量配料系統A1配方管理關閉◆具備年產10000噸環氧結構膠的生產能力；◆采用PLC中央控制系統，按預設程序自動操作，杜絕人為操作失誤；◆粉料、液料均實現自動稱量及發送，效率及精度高，減少“跑冒滴漏”;◆產品投料量準確，質量穩定性高；南京海拓復合材料有限責任公司南京海拓復合材料有限責任公司3.4公司環氧結構膠產品NANJINGHITECHCOMPOSITESCO.,LTD.Lica?600/606/606-2葉片合模粘接現場南京海拓復合材料有限責任公司南京海拓復合材料有限責任公司3.4公司環氧結構膠產品NANJINGHITECHCOMPOSITESCO.,LTD.Lica?-601風電葉片快速修補膠Lica?-601風電葉片快速修補膠，屬于無溶劑型環氧樹脂中快速固化體系，適合于復合材料、蜂窩材料等多種材料快速粘接與修補，例如船舶、體育用品、模具、工具或其他設備制造。特別適用于垂直立面與寬縫隙的快速粘接、葉片制造部件的粘接定位、葉片后期修補等。拍攝時間：2021.05.1