聚氨酯复合材料在水力发电设备中的应用.doc

聚氨酯复合材料在水力发电设备中的应用 2012年第2期东北电力技术49 聚氨酯复合材料在水力发电设备中的应用 潘吉林,崔文军,李君明. (1.国网电力科学研究院,湖北武汉430074; 2.辽-7省电力有限公司,辽-7沈阳110006;3.丹东供电公司,辽宁丹东118000) 摘要:通过拉挤成型工艺制备了热固性改性聚氨酯玻纤增强复合材料,测试了材料的力学性能,耐酸碱腐蚀性能,湿热老 化性能,材料密度及树脂含量,探讨了该复合材料的优点及其应用于水力发电设备的可行性.玻纤增强改性聚氨酯复合材 料替换水力发电设备中的易腐蚀结构件材料,可以降低设备重量,提高设备运行可靠性,降低设备维护和更换频率.其突 出的耐酸碱盐及耐高低温老化的特性在海水发电中具有广阔的应用前景. 关键词:聚氨酯;玻璃纤维;复合材料;水力发电 [中图分类号]TM612;TB33[文献标志码]A[文章编号]1004—7913(2012)02—0049一o4 TheResearchofPolyurethane—based-CompositeApplied inHydropowerEquipment PANJi-lin,CUIWen-jun,LIJun—ming (1.StateGridElectricPowerResearchInstitute,Wuhan,Hubei430074,China; 2.LiaoningElectricPowerCo.,Ltd,Shenyang,Liaoning110006,China; 3.DandongPowerSupplyCompany,Dandong,Liaoning118000,China) Abstract:Modifiedpolyurethanecompositereinforcedbyfiberwaspreparedbypuhmsionprocess,andtheperformancesofmechanic properties,chemicalresistanceandheathumidity?蟛ngresistanceforthecompositearetestedalongwiththedensityandresincon— tent.Thefiberreinforcingpolyurethanecompositewillbeapotentialmaterialusedinhydmpowerfortheiroutstandingadvantageson mechanicandchemicalresistanceproperties. Keywords:Polyurethane;Fiber;Composite;Hydropower 1聚氨酯复合材料简述 水力发电是目前最成熟的可再生能源发电技 术,《水电可持续发展报告》中指出,截至2010 年底我国水电装机容量已超过2亿kW,预计到 2020年全国水电装机容量将达到3.9亿kW,位居 重点可再生能源发展领域的第一位.水力发电的大 规模增加,势必增大相关发电设备需求量.由于水 力发电的特殊性,许多设备直接和水接触.传统水 力发电设备及配件,如水轮机叶片,消防管道,冷 却水管等都是金属材料,长期触水会加速腐蚀.而 在海水发电中,温差发电的冷水吸水管多数用金属 材料,腐蚀情况更加明显,强烈的温差变化和碱性 海水大大缩短设备的使用寿命,提高了水力发电的 成本. 近年来日本研发的玻纤增强树脂复合材料开始 替代温差发电的冷水吸水管.Hankuk玻璃纤维公 司(以下简称HFG)利用复合材料研发优势成功 地将电厂的旧式铸铁材更换为复合材料管,延长了 设备正常运行时间.在100kW级工厂,涡轮翼端 直径在45m以上,要求材料比强度高且对海水的 耐腐蚀性好,玻纤增强树脂复合材料有望解决这些 问题. 聚氨酯是一类应用广泛的树脂,具有优异的物 理及机械性能,良好的耐候性和化学稳定性,耐磨 性,高温热稳定性及灵活的结构可设计性¨一J.通 过玻璃纤维增强的热固性聚氨酯复合材料不仅具备 聚氨酯树脂的优异性能,而且拉伸强度,抗冲击强 度和剪切强度也大幅度提升J.近年来,随着玻 纤树脂复合材料工艺的开发,可制备出满足不同需 求的产品.结构反应注射成型(SRIM)和树脂传 递成型(RTM)可适合制备不同外形的产品,拜 50东北电力技术2012年第2期 耳材料科学公司已成功地在RTM技术中使用聚氨 酯树脂,相应工艺产品广泛运用于皮卡的货箱,多 用途车的中门板等.聚氨酯玻纤拉挤成型在北美开 始实现商业化,聚氨酯拉挤过程中,可以使用更多 的增强纤维,使制品强度大大提高,且更薄更轻. 缠绕成型是玻纤树脂复合材料的又一大突破,加拿 大的RS技术公司使用其专有的聚氨酯树脂和纤维 缠绕专利技术制造了装配式复合材料电线杆.聚