疏冰涂料冰粘附力值ARF已成為國際先進防結冰材料評測標準

WaterOff

2022-08-10 09:50:39

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。

疏冰涂料冰粘附力值ARF已成為國際先進防結冰材料評測標準1.jpg — 水結為冰示意圖

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。

在說“ARF”之前，簡單聊下防冰與疏水的區別

“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：

1、減少冰在基材上的附著力；

2、防止冰在表面堆積；

疏冰涂料冰粘附力值ARF已成為國際先進防結冰材料評測標準2.jpg — 粘附力減少因子(ARF)

粘附力減少因子(ARF)

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；

ARF<1，具有親冰性，增加冰的粘附性；

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。

疏冰涂料冰粘附力值ARF已成為國際先進防結冰材料評測標準3.jpg — AMIL多年ARF測試結果

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。

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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