冰的積聚是自然界最常見的現象之一。寒冷氣候下冰在表面累積,從操作、經濟和安全角度來看是嚴重影響設備穩定運維的重要因素之一,在過去的幾十年里,疏水性防冰涂層發展迅速且種類繁多。目前國內早期使用的是一種疏水或超疏水防冰涂料,但是在風場惡劣的環境下,近海、潮濕的氣候,風沙及耐用性對于疏水或超疏水防冰涂料是不小的挑戰。
人們研發出的抗結冰涂層(俗稱防冰涂料),目的是通過延緩結冰時間,減少冰在表面的粘附來防止結冰。為了使防冰涂料盡可能減少風電運維成本提高工作效率,國內外科研人員做了大量研究和評測,最終提出了“ARF”評測標準。
“疏冰”一詞是17世紀通過“疏水”一詞而演化而來,但有著本質的區別。疏水性描述的是一種物質,從化學的觀點,只有輕微或不具親水性。具體地說,這種非化學親合力導致水產生一種微弱的靜電束縛,以及水和表面能之間的差異,從而在疏水表面形成更球形的水滴從而更容易在基材表面上滑落。
在疏冰表面材料上,水要么處于過冷狀態,要么處于固態狀態,導致了另外兩個問題:機械粘附和冰積累。
因此,疏水不等于疏冰,所以一個疏冰的表面應該考慮以下兩點:
粘附力減少因子(ARF)于2003年由國際防結冰材料實驗室(AMIL)率先提出,目前(CAT)離心冰粘附試驗普遍受到全球防冰材料機構的認可,所以CAT成為了一種較為認可的測量防冰涂料評價試驗與粘附力)降低系數測試,通過計算ARF可以得出更可靠精準的冰粘附值數據。
ARF>1,具有疏冰性,降低冰粘附性,值越高,疏冰性越強;
自2003年以來,國際防結冰材料實驗室(AMIL)已對377種不同材料表面進行了結冰和CAT條件下的測試,環境溫度設置為-10度,記錄結冰溫度為-8度,具體結果看下圖。
通過AMIL多年ARF測試結果不難看出,能夠滿足(ARF>1)的疏冰涂料,通過CAT篩選測試的方法確定了最佳的疏冰候選涂料涂層,必須考慮進一步的擴展使用性能。實際上,一個高效的疏冰表面不僅能降低冰的粘附力和表面積累,還必須具有在特定的溫度、結冰和惡劣環境下高效使用的能力。
Uniqe疏冰涂料ARF大于1同時在風機中的實際表現如圖
所以ARF值對于防冰涂料是重要評測數據之一,在國內的防冰涂料中,以大連義邦的Uniqe防冰涂料為例,Uniqe疏冰涂料經過CAT測試,ARF大于1,同時區別于傳統的疏水涂料,擁有更堅固光滑的表面,耐用性經過測試已達到5年以上,Uniqe防冰涂料可以降低冰在基材表面的附著力,加速冰的脫落,同時由于風機自身的轉動,冰會從設備表面脫落,減少冰雪在設備表面上的積累,從而達到少停機或不停機,減輕冰災的作用。
通過本文的介紹我們應該簡單的了解到ARF數值對風機防覆冰的價值,ARF是一種綜合評測冰粘附力值的測試,防冰涂層的實際工作效率不僅僅是一個簡單的測量冰的粘附,事實上,還有許多方面需要考慮。
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