[发明专利]用于风力涡轮机叶片的腐蚀保护物

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于风力涡轮机叶片的腐蚀保护物(shield)，以及具有此类腐蚀保护物的风力涡轮机叶片。

背景技术

在风力涡轮机的寿命期间，相当大的资源消耗在持续的维护操作上，以确保最佳涡轮机性能。关于风力涡轮机的叶片，在叶片的前缘处的腐蚀是关注的领域之一。

已知的是在风力涡轮机叶片的前缘处提供腐蚀保护物。腐蚀保护物包含弹性抗腐蚀材料层或涂层，其沿着覆盖了前缘的叶片的长度来施加。腐蚀保护物提供了改善的腐蚀抗性，常由弹性材料形成，这与用于生产风力涡轮机叶片的本体的相对易碎(brittle)的纤维复合材料相反，并且因此起作用来改善风力涡轮机叶片的总耐久性。包含聚合物膜的腐蚀保护物的示例可在EP2153065中见到。

现场经验已显示此类腐蚀保护物或腐蚀带将持续大约5到8年之间，这取决于风力涡轮机的位置的环境条件，以及涡轮机操作状态，尤其地，叶片末梢速度。然而，当抗腐蚀层由于严重腐蚀而破裂时，一般地将存在留在涡轮机叶片上在风中自由地飘动的层的多部分。该飘动将导致叶片的空气动力性能的损失，以及额外的空气动力噪音的产生。

在此类腐蚀保护物破裂的情况下，此类降低的涡轮机性能将持续，直到执行维护操作来除去破裂的保护物。这涉及繁重且复杂的操作，以使涡轮机的操作停止、沿着涡轮机叶片的前缘除去破裂的保护物并且沿着前缘施加新的腐蚀保护物。

本发明的一个目的在于提供一种用于风力涡轮机叶片的腐蚀保护物，其减少了与保护物破裂相关联的问题并且需要减少的维护。

发明内容

因此，提供了一种用于风力涡轮机叶片的腐蚀保护物，该腐蚀保护物具有在风力涡轮机叶片的前缘处露出的外部表面，并且包含：

多个抗腐蚀材料层，所述多个层在叠层(stack)中排列成从大致形成了所述外部表面的最外层到排列成附接到风力涡轮机叶片的前缘上的最内层，所述多个层在叠层中结合到邻近的层上，

其中，所述多个抗腐蚀材料层具有比在邻近或随后的层之间的粘附强度或结合强度更大的粘结强度或抗拉强度，使得在所述最外露出层的所述区段的至少一部分已腐蚀或破裂时，最外露出层的至少一个区段将在风的作用下从所述腐蚀保护物剥离(delaminate)或剥落(peel)，以呈现所述腐蚀保护物的相对光滑的外部表面。

当抗腐蚀材料的最外层在叶片使用期间逐渐地磨损掉或腐蚀时，层的多部分可从腐蚀保护物的表面脱离并且在风中飘动或拍打。由于抗腐蚀材料的邻近层之间的结合的相对虚弱，故一旦此类断裂或破裂在最外层中发生，则风的力胜过了连续层之间的相对弱的结合，并且起作用来使层的剩余区段剥离或剥落，以从腐蚀保护物除去抗腐蚀材料的任何自由飘动部分。

一旦此层失效，则腐蚀保护物的外层的该动态除去降低了由此类失效产生的空气动力噪音，以及消除了由于腐蚀保护物的飘动或拍打的区段引起的任何负面空气动力性能。还提供了运行中的风力涡轮机叶片的减少的维护，因为替换或清洁风力涡轮机叶片的腐蚀保护物的运行操作之间的时间增加。

将理解的是，腐蚀保护物可排列成使抗腐蚀材料的整个层立刻分离或剥离，或使含有发生了腐蚀保护物的破裂或失效的位置的露出的一层或多层的独立区段剥离。

优选地，所述多个层在叠层中粘附地结合到邻近层上，并且其中，所述多个抗腐蚀材料层具有比邻近层之间的粘附结合强度更大的粘结强度。

尽管在根据关于粘结失效模式的ISO 4624的拉开中，对于良好粘附的正常要求为高于5MPa，优选地，关于邻近层之间的粘附失效模式，在邻近层之间的粘附结合强度(特别地，拉开粘附强度)为低于5MPa，优选地低于2MPa。此类相对低的粘附结合强度确保了邻近层将在外层已腐蚀或破裂时容易地剥离，以确保腐蚀保护物的层的动态除去。

优选地，所述抗腐蚀材料层包含：内表面，其面向为远离腐蚀保护物的外部表面；以及外表面，其面向为朝向腐蚀保护物的外部表面，

其中，所述腐蚀保护物还包含位于抗腐蚀材料的邻近层之间的至少一个桥接材料层，以使抗腐蚀材料的邻近层的邻近的内表面和外表面在所述叠层中结合。

腐蚀保护物形成为抗腐蚀材料和桥接材料的交错(interleaved)结构。

在一个实施例中，所述至少一个桥接层包含粘附剂层。

粘附剂层提供为在抗腐蚀材料层之间的一次性粘附剂层，其将在抗腐蚀材料的外层从腐蚀保护物剥离或剥落时被弃置。桥接层可包含热塑性材料和/或涂层材料，由于涂层材料在施加之后固化，故该涂层材料将用作半抗腐蚀层，以及起到抗腐蚀材料的邻近层之间的粘附剂的作用。