【速記】2017風電葉片復合材料——風電葉片用環氧樹脂質量控制研究

　　各位風電界的領導，各位風電界的專家以及各位同行大家好！

　　很榮幸在這里分享四川東樹新材料有限公司關于風電葉片用環氧樹脂質量控制方面的一些經驗和觀點。我們討論環氧樹脂的質量控制，我想先從什么是質量開始談起。國標19000給出了定義，質量是一組固有特性滿足要求的程度，要求是指客戶明示的或者通常隱含的需求和期望，我們研究質量控制就必須研究客戶的要求，人們在實踐過程中逐漸把要求發展成一種產品標準。程度，人們一般用測量和測試衡量特性滿足要求的程度，所以我們認為測試技術對質量控制是至關重要。在產品設計開發的產品滿足要求以后，保持產品特性穩定是質量控制的核心內容。

　　所以我想從三個方面來展開論述，一是在風電環氧樹脂產品標準上所做的工作，二是東樹公司在質量控制的方法和結果，三是東樹公司測試技術的能力和發展。

　　首先第一個方面，風電環氧樹脂的產品標準。目前風電環氧樹脂領域形成了兩個行業比較通用的標準，一個是風電葉片用真空導入環氧樹脂國家標準，這個標準在2014年發布了，這個標準我們單位是牽頭起草單位，另一項標準是風電發電機組葉片用環氧結構膠粘劑，這項標準我們單位是參與性起草單位。

　　在這兩項標準中都規定了產品出廠檢驗以及形式試驗的一些檢驗項目，給我們的啟發是設計開發、技術升級的產品應當滿足這些標準的要求。我們可以根據標準的要求進行檢驗，當我們也推薦客戶去按照標準驗收。

　　第二個方面是東樹公司質量控制的方法和結果，我們從全面的質量管理理念中影響產品質量主要因素人、機、料、法、環五個角度控制質量，持續改進我們的產品質量。

　　在人員上我們打造了一支專業化的質量和生產團隊，包括技術人員10名、國家注冊的質量工程師4名，檢驗測試人員6名，以及環氧生產人員15名。

　　在設備上我們的做法有別于傳統的環氧樹脂的生產系統，傳統的風電環氧樹脂生產系統是一種反腐蝕的生產系統，反腐蝕的生產系統存在一定的局限性，反腐一般比較小，導致生產批次多、給生產檢驗以及客戶計量驗收會帶來很多麻煩、第二它的累計計量偏差比較大，第三手動加料帶入二次污染，第四設備狀態差異導致質量波動。

　　而我們采用了一種全自動化的生產系統，優勢在于效率高，單條生產線設計產能20000噸每年，連續式生產，人工能耗低，單位生產成本低，全密閉式生產，無二次污染，在線手動監測相結合，質量更容易受控。

　　在原料上我們具有比較嚴格的供方準入評估，納入供方之前先由技術部立項進行樣品測試，供方能力評估，試生產，型式試驗，質量技術協議以及商務協議，納入供方，之后每年進行一個動態評估。

　　還有是進入嚴格的入廠檢驗和數據共享，批次原料入廠都要進行檢驗，檢驗結果錄入共享平臺中進行技術和人員實時分析，出現異常會自動提醒。

　　在方法上我們想分享兩個方法，一個是自動化的生產工藝方法，我們采用PC控制自動化的生產工藝方法，優勢在于只要把參數輸入系統中，其他工作都有計算機完成，避免人工操作出現各種問題和偏差。在自動監測，系統會給出參數曲線，偏離時發出報警，超范圍自動停機，確保按配方生產。在生產過程中，人工檢測，人工對過程檢樣進行檢測和確認。

　　第二個方法是嚴格執行國標19001質量體系，對設計和開發、采購、生產和服務、測量、分析和改進過程進行管理，每年接受多次二方、三方的質量體系檢查，有利于我們更嚴格的執行質量體系標準。

　　在環境方面這兩張PPT展示我們現場生產環境，我們按照集團公司精益制造的要求進行環境管理，公司相信良好的環境才能制造精品。

　　通過以上方法我們獲得的結果之一是數據波動比較小，我們定期對產品的SPC控制圖分析。從分析圖可以看出數據波動比較小，40余批次的檢驗結果說明過程質量比較高，質量水平處于受控狀態，。

　　第二個結果是我們的指標比較嚴格，比如說我們的大量指標可以控制在標準值正負6范圍內（內控標準值正負）胺值的指標控制標準值正負15（內控標準值正負12）。一方面出廠指標比較嚴格，它說明了我們的數據波動比較小的，因為出廠指標范圍是根據平均值正負33偏差來獲得，另一方面出廠比較嚴格有利于我們的質量控制。

　　第三個結果是我們的產品應用情況良好，目前我們產品在42.2m葉片和59.5m的葉片等多種葉片的葉型上，在GSG通過疲勞測試。

　　產品已經在37.5m到62.5m葉片的各種葉型得到成熟應用，產品推向市場以來，已有8年，從未接受過重大的質量投訴。除了以上的控制方法之外我們還在國內率先給環氧產品投保產品責任險。

　　還有測試技術，分享兩個，一是測試技術方面的工作，二是測試技術的發展。這是公司測試表征一些工作，涵蓋了理化分析、熱分析、色譜分析、光學測試等等各個領域。得益于公司的良好分析能力，我們還可以展開分子結構層面的研究，對深入研究材料結構性能關系非常有幫助。

　　最后分享一下制樣技術上的改進，近幾年斷裂韌性測試越來越受到行業重視，但是在我們參與制定的環氧膠粘劑標準中要求斷裂測試這個項止在國內在這個項目上測試目前做得比較少，原因是制樣比較困難，ASTM5045規定通過單邊缺口彎曲或緊縮拉伸方法測試材料的斷裂韌性，兩個方面都要制備鋒利缺口及預制裂紋，一般采用機械加工的方法獲得缺口，然后刀片獲得裂紋，但是困難是機械加工的方法獲得鋒利的缺口，裂紋向各個方向擴展，導致試樣差異比較大，數據離散性大。

　　我們發現了一種新的方法稱之為預埋刀片的方法，我們做了這樣一個模具，有上模具和下模具組成，這樣我們把刀片固定在上模具上，然后在模具中澆鑄環氧樹脂，固化之后脫膜就可以獲得一個帶有鋒利缺口的試樣，獲得一個自然裂紋，這種制樣方法更加簡單，而且成品率比機械加工方法更高，缺口可控，裂紋從下面圖中可以看出，裂紋可以沿著缺口方向擴展，試樣均勻，離散度小。

　　我們在其他一些測試技術改進FRP的制氧方法，使試樣表面平整、均勻厚度可控。改進FRP測試的對中問題，改進壓縮測試夾具，減小試樣彎曲的影響，改進膠黏劑測試，減少本體、剪切測試中產生的氣泡，改進膠黏劑剪切測試試樣多偏心問題。事實上在環氧樹脂和環氧膠粘劑上測試過程中我們發現有很多方法去值得我們去研究和加以改進的。

　　最后我們進行一個簡單的總結，我公司環氧樹脂性能可靠，質量穩定，質量控制經驗可以總結為以下幾個方面，一是我們非常重視客戶要求，積極參與到標準的起草工作中。二是從人、機、料、法、環五個維度研究和持續改進，保證產品質量穩定，特別是采用自動化的生產線和生產工藝，避免人為誤差和錯誤。三是我們非常重視測試技術的研究和發展，提高測試的準確度和精確度，我們認為這對質量控制也是至關重要的。

　　我的匯報就是這么多，謝謝大家！