Čeprav je nitril-butadienski kavčuk (NBR) že desetletja prevladujoči material za tesnila vetrnih turbin, napredek v formulaciji, predelavi in zasnovi poliuretanskih tesnil hitro zmanjšuje položaj NBR v industriji. Izkazalo se je, da med najbolj uporabne lastnosti spadajo odpornost proti obrabi, združljivost s tekočinami, odpornost na ozon, mehanska trdnost in sposobnost ohranjanja vseh teh lastnosti pri nizkih temperaturah.
Poliuretan je postal idealen material za tesnjenje glavnih ležajev/generatorjev, vzdolžnih in prečnih ležajev. Vendar pa zgolj zamenjava materialov v obstoječi konstrukciji pogosto ni dovolj. Tesnila morajo biti zasnovana z mislijo na poliuretan.
Eden od načinov za oceno odpornosti poliuretanov proti obrabi je standardiziran test obrabe v bobnu, kot je ASTM D5963. Ta metoda se običajno uporablja za ocenjevanje gume, vendar velja tudi za poliuretan, zlasti pri primerjavi stopenj obrabe. Spodaj so vrednosti indeksa obrabe za različne materiale, ki jih je testiral System Seals v Clevelandu. Upoštevajte, da imata NBR in HNBR ARI približno 1,5, medtem ko imajo poliuretani ARI od 4 do 8. To je izboljšanje do šestkrat.
Poliuretan ohranja svoje vrednosti ARI skozi čas in po izpostavljenosti različnim tekočinam, zlasti tekočinam na osnovi olja. Eden od načinov za določitev tega je staranje vzorcev obrabe po standardu ASTM D5963 v tekočinah pri 100 °C 90 dni (80 °C za tekočine na vodni osnovi) in ponovitev testa vsakih 30 dni. Spodaj so tipični rezultati, vendar je za vsako tekočino priporočljiva potrditev.
Slika 3. Zadržanje ARI v NBR in poliuretanu, odpornem proti hidrolizi, po staranju v destiliranem mineralnem olju pri 100 °C.
Čeprav specifikacije kažejo na združljivost s končnimi tekočinami, bi morali pospešeni testi staranja (ali let uporabe) določiti dolgoročno delovanje in stabilnost materialov, izpostavljenih določenim tekočinam. System Seals testira združljivost tekočin 90 dni namesto standardnega 168-urnega testa, ker System Seals dosledno zazna pomembne spremembe ključnih lastnosti materiala po 168 urah izpostavljenosti tekočini.
Prilagojeni poliuretan kaže izboljšano odpornost na tekočine v primerjavi z NBR v najpogostejših mazilih v industriji vetrne energije. Spodaj je tabela združljivosti za ta priljubljena maziva.
Znano je, da je NBR dovzeten za ozonolizo, pri kateri molekule ozona prekinejo kemične vezi v nenasičenem NBR. Razpoke ozona so pogoste, ko je nitril-butadienski kavčuk (NBR) izpostavljen že najmanjši deformaciji. Ena od rešitev je vbrizgavanje voska v NBR, s čimer se ustvari ozonska pregrada, ki ščiti NBR. Žal vosek ne spremeni kemične vezi NBR. Če je NBR izpostavljen okoljskim pogojem, ki odstranijo vosek, ponovno postane dovzeten za razgradnjo. Nekateri posebni poliuretani, ki se uporabljajo v tesnilih za vetrno energijo, so naravno odporni na ozon.
Modul elastičnosti, trdnost in raztezek poliuretana so dva- do trikrat višji kot pri večini NBR. Posledično so poliuretanska tesnila sposobna prenesti večje mehanske deformacije in večje mehanske obremenitve.
Tipični NBR ima elastični modul 10–15 MPa in natezno trdnost 20 MPa. Večina poliuretanov ima elastični modul 45–60 MPa in natezno trdnost 50–60 MPa. To pomeni, da je material manj trd kot NBR, kar pomeni boljšo ohranitev oblike in večjo odpornost na tlačne obremenitve.
V vetrnih turbinah visoke temperature običajno niso problem. Vendar pa glede na lokacijo in nadmorsko višino minimalne temperature -40 °C niso redke. Standardni NBR ima minimalno delovno temperaturo -20 °C, dinamična mehanska analiza pa je pokazala, da na številne poliuretane za vetrno energijo ne vplivajo temperature do -40 °C.
Poliuretan je naravna izbira za tesnila za vetrne elektrarne zaradi svojih vrhunskih mehanskih lastnosti, boljše odpornosti na ozon, nižjih stopenj obrabe in nižjih obratovalnih temperatur. Spodaj sta dve družini aplikacij, za katere je poliuretan zelo primeren. Slika na levi prikazuje simulirane deformacijske in kontaktne značilnosti poliuretanskega tesnila ležaja. Slika na desni prikazuje vrtinčno tesnilo System Seals, glavno tesnilo ležaja, ki med vrtenjem ležaja neprekinjeno črpa mazivo nazaj v rezervoar.
Če želite prispevati k Windpower, nas kontaktirajte: https://www.bdseals.com ali www.bodiseals.com. NINGBO BODI SEALS CO., LTD proizvaja vse vrste različnih visokokakovostnih gumijastih tesnil.,orings ,Tesnila .
Čas objave: 24. december 2023