访中远关西涂料化工有限公司市场策划部经理 穆成泉
2013年7月25日,中远关西涂料化工有限公司(以下简称“中远关西”)再度荣膺“中国十佳防腐涂料”品牌。在风电领域,中远关西率先推出了针对风电塔筒的氟碳防腐解决方案,其研发的超长防腐期限风电塔筒氟碳涂料以及高性能、抗结冰风电叶片氟碳涂料有望成为海上风电和特定领域涂料升级换代的领先产品。
作为氟碳涂料市场开拓的急先锋,中远关西市场策划部经理穆成泉对氟碳涂料的未来寄予了厚望,“氟碳涂料性能优异,在未来风电市场具有巨大潜力”,他表示,“氟碳涂料未来引入风电防腐市场,可极大提高风电设备的耐候、防腐蚀等性能,延长设备保护期限、减少维护成本”。
恶劣条件考验涂料产品
“举一个很小的例子,风机叶片表面的涂料倘若不具备抗冰性能,在高寒高湿条件下就容易结冰,随着冰层的加厚,小则影响风机的发电效率,大则会引发叶片折损等事故”,穆成泉表示,风电要实现长远健康发展,涂料防护必然是不可或缺的一部分。
其实随着近年来风电产业的爆发式增长,配套涂料的发展已成为业内关注的焦点。由于我国风力发电场所处的地域宽广,风机系统会遭遇到各种恶劣环境的侵蚀。从涂装防护的角度来讲,基础及支撑结构(塔架)、风机叶片及机舱罩、整流罩、发电机组、控制电气设备、变压器等部件是重点。由于风机设备的工作环境常是海边或风沙大的沙漠、高原山区地带,在高空、全天候条件下经常会遭遇到各种恶劣环境的侵蚀,如风沙、紫外光辐射、温差、雨雪、结冰等,其运行条件和环境极其严酷。
特别是在一些三北寒旱风沙区,由于塔内外壁腐蚀环境不同,外壁涂层性能不足与内壁涂层性能过剩,造成双重浪费;涂层保护研究与开发严重滞后,叶片风蚀损坏严重;过高的涂装成本与实际性能表现不对等。因此,为保证风电装备20年的正常服务寿命,性能优异的涂料保护成为了其中的重要一环。
“值得一提的是,海上风电的条件远比陆上还要恶劣”,穆成泉补充道,“海上风电机组不仅要应对随时而来的强台风侵袭,还要承受海水腐蚀、盐雾、海浪冲击等其他外在因素的考验”。海上风电苛刻的腐蚀环境,要求不断提高涂料的综合性能以更好的满足海上风电防腐蚀的需要。
高性能氟碳成为新选择
国内风场环境的复杂性,使风电设备防腐蚀的技术提升成为当务之急。“未来氟碳涂料引入风电防腐市场,可极大提高风电设备的耐候、防腐蚀等性能,延长设备保护期限、减少维护成本”,穆成泉表示,“相对目前风电设备所使用的聚氨酯体系涂料,氟碳体系涂料无疑将成为升级产品,这对推动我国风电涂料的更新换代将起到非常积极的作用”。
据了解,氟碳涂料因其超强的耐候性和耐沾污性被誉为“涂料之王”,是户外年老化漆膜损耗量最低的涂料, 理论上20微米的膜厚就达到满足40年的防腐要求。
“从化学分子结构的微观角度来看,氟碳涂料的C-F键长极短,化学键能极高,从而决定了氟碳涂层耐沾污染性、低磨性、斥水、斥油、电气绝缘等特殊的表面性能”。在样品展示区,穆成泉拿起样品和水杯向记者简单演示氟碳涂料的疏水性能。
在普通涂料的叶片表面,水流过后留存较多水迹。“涂料疏水性能不好的话,在高寒高湿地区,雨水容易在叶片表明凝结成冰,从而影响风机的效率和使用寿命”,穆成泉一边演示一边饶有兴致地对记者解释。而在另外两张氟碳涂料叶片上,水流过后几乎是干燥如初。“现在我们主要推出的是这款产品,其疏水性能鉴于这三者之间,之所以会选择这款产品,主要是考虑其综合性能”,穆成泉解释道,“除了下雨之外,高寒地区也经常会下雪,这时候疏水性对雪花几乎是不起作用的,雪花堆积在叶片上会慢慢融化、积压成冰。但这款产品在拥有叶片涂料本身性能的同时,通过纳米防冰雪填加剂进行表面改性处理,降低了冰雪与基体的粘结力,同时利用先进的微观技术,控制水分子结构中氢氧键角度,改变涂料表面状态,使风机叶片具有明显的抗结冰特性。”
此外,氟碳涂料的优异性能还可以通过对风机的更好防护来减少维修的频率和费用。一般情况下,风电设备的现场再涂装极为困难,装卸、运输以及停机维修的费用高昂,远高于初次涂装的涂料本身的成本费用。穆成泉认为,“从目前的氟碳涂料配套来看,因为底漆和中间漆还是延续以前的产品,替换的是表面的涂料,所以升高的费用大概为10%~20%,但是由此省下来的维修成本却是成倍的,这是很值得推广的技术产品”。
“正常情况下氟碳涂料的使用年限在15年以上应该没有问题”,穆成泉自信的表示。据了解,目前中远关西氟碳涂料产品在桥梁防腐方面已有多年的成熟应用案例,其氟碳自清洁涂料现在已经应用于辽河大桥等项目。“凭借多年桥梁方面的应用经验,未来氟碳涂料在海上风电肯定也会占据一席之地”。
未来市场前景可期
“三四年前,中远关西首次提出风电氟碳涂料概念,这几年市场逐步认可,但是业绩却并不多,基本还是处于试用阶段”,穆成泉表示,尽管氟碳涂料性能优异,但是还未实现大规模的应用。
在2010年,中远关西推出了首款风电塔筒用氟碳涂料。目前,中远关西已研发出20年超长防腐期限的风电塔筒氟碳涂料、高性能风机叶片抗结冰氟碳涂料等产品。其中,抗结冰氟碳涂料已成功应用于青海风电场项目,并得到了市场认可。
目前,国内主要的风电涂料均是沿用欧美标准的聚氨酯涂料,这是因为在风电行业发展之初,在欧洲超长耐候性面漆的发展还不成熟,因此选用了技术上最为成熟,相对耐候性较好的聚氨酯涂料作为防护。而一般聚氨酯涂料受到寿命限制,为保障风机达到20年使用寿命,其间须进行多次重涂和维护,大大增加了设备维护成本和安全隐患。
“国内的风电制造基本从欧洲成套引进技术和图纸,但是欧洲企业不做氟碳涂料,因此在欧洲的涂料配套里是没有氟碳涂料的”,穆成泉解释道,“对于国内企业来讲,氟碳涂料是全新的,国外没有成熟的技术经验可循。好在随着风电产业的成熟,业内专家慢慢尝试氟碳涂料的改进工作,现在这些工作已经全面启动,我相信未来氟碳的应用是不可逆转的,以后氟碳一定会取代聚氨酯”。
有资料显示,在国内风电市场,仅塔架及叶片涂料,未来10年需求约70亿元左右。就甘肃而言,按照该省2000万千瓦风电装机规划,预计涂料需求约10亿元左右,风电涂料市场潜力巨大。伴随着我国风电产业从无到有、从小到大,与其相配套的风电保护涂料市场也已形成了相当的规模。未来10年内我国风电保护涂料将进入快速发展时期,年均市场需求量可达1万吨以上,而有关部门也已开始着手制定相关的国家标准。
“从目前一些风场是试用情况来看,氟碳涂料产品的超高性能已获得了风电市场的认同”,在穆成泉看来,未来随着风电产业的稳步发展,特别是海上风电开发的日益深入,氟碳涂料将会逐步成为风电业主的首选,其市场前景可谓是潜力巨大。(本刊记者 吴可仲)