拉挤梁是“何物”？搭上风电快车，车速有点快

2022-08-26
拉挤板在叶片行业的应用
叶片的主梁（也可叫梁帽或大梁）是风电叶片里主要的承力件或称为主要的结构件，类似于船的龙骨，如果主梁断了，整个叶片也会断。
最初，主梁使用真空灌注方法，即把玻纤一层层铺到上面，然后灌注树脂；后面出现了预浸料，无论玻纤还是碳纤，把预浸料一层层铺上，通过真空膜保压后，产品就成型了。
目前的工艺是先拉挤成一定长度的拉挤板，常用截面尺寸为120毫米×5毫米，在生产过程中，会把一根根的拉挤板拼在一起，中间铺一定规格要求的布层，再把它们捆在一起放进叶片里面，和叶片一起进行灌注，灌注后脱模，成为叶片里面的结构件。
海上、陆上风电采用拉挤工艺的原因
1）拉挤工艺保证了产品的高容错率。
之前不管采用灌注工艺还是预浸料进行生产，假如在生产过程中有地方出现缺陷，对主梁的影响是致命的。比如主梁长80米，宽60厘米，只要有地方出现缺陷，这根主梁就有安全隐患。


然而，采用拉挤板生产主梁，假如在生产过程中，某根拉挤板上出现问题或缺陷，可以把这根拉挤板报废并替换上新的拉挤板。这就导致即使叶片的主梁在拼装过程中出现问题，只要替换掉有问题的拉挤板就行，并不会影响到其他拉挤板。报废一根拉挤板与报废整根主梁相比，成本要小得多。
2）拉挤工艺使得主梁的结构更强。
因为拉挤工艺的纤维含量，使用多少纱线、树脂可以控制进行调节，纱线含量可以达到70%（体积含量），但是真空灌注的纱线含量最高只能做到60%。纤维含量越高，主梁的力学性能或承力状态越优。
现阶段，陆上风电使用的拉挤板长度大都在80米到97米之间，如上海电气有85米、89米、90米；东方电气90米、91米；金风、中科宇能主推叶型为93米；运达有92米、97米。
在80米到90多米的叶片里，除了由于合同签约需要使用真空灌注或预浸料进行生产、或由于一些经济效益原因，基本98%叶片都采用拉挤工艺。包括海上风电的99米叶片，金风的123米叶片也都采用拉挤工艺。叶片有碳板、有玻纤板材的，根据叶型不一样，也有一定差距。
下游碳板行业对拉挤材料的规划
中材科技、金风科技以及中复连众都控制一些拉挤板厂家或自主生产拉挤板。如中复连众子公司风电科技开始生产拉挤板以及风电叶片；绵阳和华美开展战略合作；三一重工和风渡新材开展战略合作等，都从侧面说明拉挤板对风电叶片的重要性。


拉挤大梁的技术情况
按树脂划分，现在绝大多数厂家使用的是环氧树脂技术。同时大家都在积极研发聚氨酯的拉挤工艺。聚氨酯树脂相比较于环氧树脂，价格更低，更适合未来风电行业装机价格不断下降趋势。但在短时间里，聚氨酯树脂对材料以及空气中的水分含量要求较高，未来3~4年之内，环氧树脂仍占主流。
材料厂家
国内做玻纤的拉挤厂家主要是泰山玻纤、重庆国际、桐乡巨石，还有国外的OC公司，OC的纱线产品在国内使用量还非常高。
1）碳纤方面，国外公司主要包括卓尔泰克、东丽，国内主要包括吉林国兴，吉林宝旌，浙江精功，江苏恒神，威海光威等企业。其中，国兴、恒神以及光威既可生产纱线、也可生产拉挤板以及一些碳纤维产品，光威的鱼竿产品非常受欢迎。吉林国兴近几年在碳纤维、碳纤维碳化方面投入大量的精力以及资金。
2）环氧树脂方面，主要是台湾上纬、上海道生天合、上海惠柏、四川东树。目前主要是环氧体系的拉挤工艺。聚氨酯生产厂家较少，主要为上海科思创。前年，科思创、上海金风以及中复连众三家联合研发一款长度60多米的纯聚氨酯风电叶片，给未来聚氨酯风电叶片发展做了技术积累。
来源：投研信息圈/复合材料社区


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