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1、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
2、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o4TheResearchofPolyurethane—based-CompositeAppliedinHydropowerEquipmentPANJi-lin,CUIWen-jun,LIJun—ming(1.StateGr
3、idElectricPowerResearchInstitute,Wuhan,Hubei430074,China;2.LiaoningElectricPowerCo.,Ltd,Shenyang,Liaoning110006,China;3.DandongPowerSupplyCompany,Dandong,Liaoning118000,China)Abstract:Modifiedpolyurethanecompositereinforcedbyfiberwaspreparedbypuhmsionproce
4、ss,andtheperformancesofmechanicproperties,chemicalresistanceandheathumidity?蟛ngresistanceforthecompositearetestedalongwiththedensityandresincon—tent.Thefiberreinforcingpolyurethanecompositewillbeapotentialmaterialusedinhydmpowerfortheiroutstandingadvantage
5、sonmechanicandchemicalresistanceproperties.Keywords:Polyurethane;Fiber;Composite;Hydropower1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
6、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
7、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
8、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.聚氨酯玻纤复合材料优异的性能及日趋成熟的加工工艺,使相应的复合材料产品逐渐进入市场.水力发电中,国外玻纤增强树脂复合材料成功运
