冰的積聚是自然界最常見的現(xiàn)象之一。寒冷氣候下冰在表面累積,從操作、經(jīng)濟(jì)和安全角度來看是嚴(yán)重影響設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)維的重要因素之一,在過去的幾十年里,疏水性防冰涂層發(fā)展迅速且種類繁多。目前國內(nèi)早期使用的是一種疏水或超疏水防冰涂料,但是在風(fēng)場惡劣的環(huán)境下,近海、潮濕的氣候,風(fēng)沙及耐用性對于疏水或超疏水防冰涂料是不小的挑戰(zhàn)。
人們研發(fā)出的抗結(jié)冰涂層(俗稱防冰涂料),目的是通過延緩結(jié)冰時間,減少冰在表面的粘附來防止結(jié)冰。為了使防冰涂料盡可能減少風(fēng)電運(yùn)維成本提高工作效率,國內(nèi)外科研人員做了大量研究和評測,最終提出了“ARF”評測標(biāo)準(zhǔn)。
在說“ARF”之前,簡單聊下防冰與疏水的區(qū)別
“疏冰”一詞是17世紀(jì)通過“疏水”一詞而演化而來,但有著本質(zhì)的區(qū)別。疏水性描述的是一種物質(zhì),從化學(xué)的觀點(diǎn),只有輕微或不具親水性。具體地說,這種非化學(xué)親合力導(dǎo)致水產(chǎn)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(tài),要么處于固態(tài)狀態(tài),導(dǎo)致了另外兩個問題:機(jī)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(yīng)該考慮以下兩點(diǎn):
粘附力減少因子(ARF)于2003年由國際防結(jié)冰材料實(shí)驗(yàn)室(AMIL)率先提出,目前(CAT)離心冰粘附試驗(yàn)普遍受到全球防冰材料機(jī)構(gòu)的認(rèn)可,所以CAT成為了一種較為認(rèn)可的測量防冰涂料評價試驗(yàn)與粘附力)降低系數(shù)測試,通過計(jì)算ARF可以得出更可靠精準(zhǔn)的冰粘附值數(shù)據(jù)。
ARF>1,具有疏冰性,降低冰粘附性,值越高,疏冰性越強(qiáng);
自2003年以來,國際防結(jié)冰材料實(shí)驗(yàn)室(AMIL)已對377種不同材料表面進(jìn)行了結(jié)冰和CAT條件下的測試,環(huán)境溫度設(shè)置為-10度,記錄結(jié)冰溫度為-8度,具體結(jié)果看下圖。
通過AMIL多年ARF測試結(jié)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(jìn)一步的擴(kuò)展使用性能。實(shí)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(jié)冰和惡劣環(huán)境下高效使用的能力。
Uniqe疏冰涂料ARF大于1同時在風(fēng)機(jī)中的實(shí)際表現(xiàn)如圖
所以ARF值對于防冰涂料是重要評測數(shù)據(jù)之一,在國內(nèi)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(jīng)過CAT測試,ARF大于1,同時區(qū)別于傳統(tǒng)的疏水涂料,擁有更堅(jiān)固光滑的表面,耐用性經(jīng)過測試已達(dá)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(fēng)機(jī)自身的轉(zhuǎn)動,冰會從設(shè)備表面脫落,減少冰雪在設(shè)備表面上的積累,從而達(dá)到少停機(jī)或不停機(jī),減輕冰災(zāi)的作用。
通過本文的介紹我們應(yīng)該簡單的了解到ARF數(shù)值對風(fēng)機(jī)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(shí)際工作效率不僅僅是一個簡單的測量冰的粘附,事實(shí)上,還有許多方面需要考慮。
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