2020年8月6日，第六屆中國(guó)國(guó)際風(fēng)電復(fù)合材料高峰論壇于浙江省桐鄉(xiāng)市振石大酒店召開(kāi)，本屆高峰論壇的主題為“提質(zhì)增效，海陸并舉，迎戰(zhàn)平價(jià) ”。
主旨發(fā)言中，北京金風(fēng)科創(chuàng)風(fēng)電設(shè)備有限公司葉片材料開(kāi)發(fā)主管、教授級(jí)高級(jí)工程師劉寶鋒做了題為《如何突破葉片輕木短缺的困局》的演講。以下為發(fā)言實(shí)錄：
劉寶鋒↑
各位專(zhuān)家，各位領(lǐng)導(dǎo)，風(fēng)電同仁，早上好！
從去年到今年以來(lái)，風(fēng)電材料領(lǐng)域有一個(gè)熱詞高燒不退即輕木，輕木千金難買(mǎi)，這和這兩年風(fēng)電的“搶裝潮”有關(guān)，如何突破葉片輕木短缺困局，我以此為題目進(jìn)行匯報(bào)。
首先是輕木的簡(jiǎn)潔、輕木短缺的現(xiàn)狀以及應(yīng)對(duì)方案以及葉片輕木短缺的深層思考。
輕木是一個(gè)木棉科，熱帶速生的樹(shù)種，常綠中等喬木，分布于西印度群島、墨西哥南部等熱帶國(guó)家的低海拔地區(qū)。突出的特點(diǎn)是密度小，世界最速生的樹(shù)種之一，一年可長(zhǎng)5到6米，直徑5到13厘米，4到7年可采伐，它的特點(diǎn)是木質(zhì)細(xì)白，蟲(chóng)不吃，蟻不蛀。作用可以用來(lái)做隔熱、隔音、絕緣材料，用來(lái)做救生艇和制造飛機(jī)。
（PPT圖示）這些是主要用途，可以做建筑、別墅、房屋以及熱水瓶的瓶塞、船模游艇、航空模型等。風(fēng)電主要應(yīng)用于風(fēng)電葉片殼體的根部，美只葉片用4到7個(gè)立方左右。
葉片輕木套材的一般生產(chǎn)流程，首先是輕木樹(shù)苗的栽培，4到6年開(kāi)始砍伐，砍伐出來(lái)先進(jìn)行原木的切割，做成木條，經(jīng)過(guò)挑選進(jìn)行烘焙，然后制作輕木Block，然后進(jìn)行板材的切割加工，加工成葉片使用的套材。
葉片輕木常規(guī)的性能要求密度常規(guī)要求傳統(tǒng)的輕木是135到176公斤每立方美米。
從2019年1月份開(kāi)始，葉片輕木逐漸地出現(xiàn)了短缺的苗頭，2019年春節(jié)后，我們國(guó)內(nèi)各路人馬開(kāi)始奔赴瘋搶輕木，輕木的價(jià)格和套材一路飆高，短缺前是七八千每立方的價(jià)位，今年3月份已經(jīng)到2萬(wàn)一立方，到現(xiàn)在已經(jīng)到2.3萬(wàn)個(gè)別到2.7萬(wàn)，目前還在高價(jià)位。
關(guān)于輕木短缺的現(xiàn)狀。
首先是輕木不再輕。目前輕木的密度普遍在170到210公斤每立方米之間，有些輕木的密度甚至達(dá)到260、280以上，而普通木材的平均密度是540公斤每立方米，少于400公斤每立方有柳杉、水杉、云杉、紅松、楊木、羅漢松等等。
（PPT圖示）這些是常見(jiàn)輕木的密度，可以看出輕木的密度和普通輕木的密度靠近，有些密度達(dá)到了270到280，這個(gè)密度很大。
第二偷工減料，這個(gè)詞可能說(shuō)得狠了一點(diǎn)，主要是有些供應(yīng)商為了滿(mǎn)足市場(chǎng)對(duì)輕木的急需，省掉了烘干程序，以至于含水率達(dá)不到12%以下就進(jìn)入下一道工序，有些將木條隨意堆放，有進(jìn)口的木條含水率嚴(yán)重超標(biāo)，甚至有些國(guó)內(nèi)木條發(fā)霉無(wú)法使用。
（PPT圖示）可以看到木條在外面隨意堆放，木條都發(fā)霉發(fā)黑了，這是國(guó)內(nèi)的木條。下面的木塊缺陷非常厲害。
另外包括發(fā)霉的木條也做成套材，中間加了黑色是發(fā)霉的，這是很?chē)?yán)重的，如果看block表面沒(méi)有缺陷，粘上套材時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)。
（PPT圖示）這兩張圖是微觀(guān)的結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)的輕木是右邊蜂窩狀的結(jié)構(gòu)，右邊是假輕木，微觀(guān)結(jié)構(gòu)是通過(guò)的結(jié)構(gòu)，很多孔是打通，樹(shù)脂很容易灌進(jìn)去，會(huì)造成發(fā)熱從而造成發(fā)白。
第三“千軍萬(wàn)馬”齊上陣。怪現(xiàn)象是，輕木的正規(guī)軍很難找到輕木，反而各路新人都稱(chēng)找到輕木。有些是三無(wú)的供應(yīng)商，無(wú)證書(shū)，無(wú)資質(zhì)，無(wú)技術(shù)和設(shè)備，更無(wú)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，盡管他們搶到了木頭，到8月份有些木頭也用到葉片上，潛藏了很多風(fēng)險(xiǎn)，有些人幾年后要來(lái)為這些買(mǎi)賬。
第四，魚(yú)龍混雜。有人將軟木作為輕木的替代品，宣稱(chēng)可以做結(jié)構(gòu)新材用，但軟木的力學(xué)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于輕木，這和輕木不是一個(gè)水平。軟木俗稱(chēng)水松，是樹(shù)種的外皮產(chǎn)物，特點(diǎn)也是隔熱隔音密封，體重小，手感特別柔軟，不易著火。右邊的表做了輕木和軟木性能的比較，可以看出來(lái)不管是從強(qiáng)度、模量和輕木差得不是一個(gè)檔次。
另外一個(gè)現(xiàn)象是有人將別的類(lèi)似輕木的假輕木混雜在輕木條中，進(jìn)口到國(guó)內(nèi)，可以說(shuō)偷天換日，做成block，灌注后導(dǎo)致出現(xiàn)各種質(zhì)量問(wèn)題。
（PPT圖示）第一個(gè)圖是假輕木，從木質(zhì)質(zhì)紋結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)輕木的結(jié)構(gòu)完全不一樣。第二張看輕木顏色也不是標(biāo)準(zhǔn)輕木的顏色。第三張看著很熟悉，好像在某些家具里看到這樣的木頭。另外假的輕木灌注后會(huì)變顏色，有些變成綠色，有些變成淺紫色，第三張圖是五顏六色。后面的圖假輕木看著很疏松。
葉片車(chē)間里發(fā)現(xiàn)的輕木質(zhì)量問(wèn)題不斷地增多，從而增加了葉片車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)的維修量，而且灌注后這些輕木出現(xiàn)了燒糊和發(fā)白的各種問(wèn)題。生產(chǎn)過(guò)程中掉落的塊要重新維修，加大了工作量
面對(duì)輕木短缺有哪些應(yīng)對(duì)方案：
第一，輕木來(lái)源的多元化。
第二，輕木范圍適當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)大，有條件得使用高密度的輕木。
第三，不斷完善國(guó)內(nèi)的輕木產(chǎn)業(yè)鏈。有一部分可以在國(guó)內(nèi)做BLOCK。
第四，采取高密度的PET泡沫，可以將150、200和250的高密度輕木用在葉根段。
第五，采用高密度的HPE泡沫。（PPT圖示）這些是HPE泡沫典型的性能。
第六，用高密度耐高溫的PVC泡沫。用80或者100高密度的PVC泡沫進(jìn)行葉根設(shè)計(jì)。
第四部分，關(guān)于深層思考。
首先是關(guān)于原材料來(lái)源的思考，輕木的原材料來(lái)源地單一而集中，從表格中看到，其他幾種材料主要供應(yīng)地和國(guó)家都不是單一的，只有輕木來(lái)之厄瓜多爾。
第二，關(guān)于輕木的產(chǎn)業(yè)鏈，80%在國(guó)外，種植、加工、烘干等，2019年下半年國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了自己做block的廠(chǎng)家。另外2010年據(jù)農(nóng)村信用技術(shù)雜志報(bào)告，輕木在國(guó)內(nèi)南方云南、廣東三省也引種成功。
第三，天然材料的選用，優(yōu)點(diǎn)是綠色、環(huán)保、無(wú)污染，但是缺點(diǎn)也很多，首先是受自然氣候的影響。第二是材料性能、波動(dòng)范圍大，第三是源頭材料檢測(cè)項(xiàng)目少。第四是材料本身缺陷多。第五，受地域限制比較大，很難擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。
第四，關(guān)于葉片新材料應(yīng)用，對(duì)于單一材料，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)選用了輕木應(yīng)該有備份和替代方案。另外通過(guò)新材料的研發(fā)尋找備用方案。應(yīng)未雨綢繆，積極支持和推進(jìn)新材料的開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證。比如PET泡沫在過(guò)殘葉片上應(yīng)用的開(kāi)發(fā)歷程。
關(guān)于如何做。首先要繼續(xù)尋找可以替代厄瓜多爾輕木的貨源地。第二，完善輕木完整產(chǎn)業(yè)鏈，做到對(duì)各個(gè)供應(yīng)環(huán)節(jié)風(fēng)險(xiǎn)可控。第三，繼續(xù)開(kāi)發(fā)可替代輕木設(shè)計(jì)的新型工業(yè)芯材。第四，考慮天然材料供應(yīng)充分性，并設(shè)計(jì)新型芯材方案。
謝謝大家！我的匯報(bào)完了。
（內(nèi)容來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)速記，未經(jīng)本人審核，如有不妥請(qǐng)聯(lián)系修改）
