Čeprav je bil nitril butadien kavčuk (NBR) že desetletja prevladujoč material za tesnjenje vetrnih turbin, napredek v formulaciji, predelavi in oblikovanju poliuretanskega tesnila hitro zmanjšuje položaj NBR v industriji.Izkazalo se je, da najbolj uporabne lastnosti vključujejo odpornost proti obrabi, združljivost s tekočino, odpornost na ozon, mehansko 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 preprosto zamenjava materialov v obstoječi strukturi pogosto ni dovolj.Tesnila morajo biti oblikovana z mislijo na poliuretan.
Eden od načinov za oceno odpornosti proti obrabi poliuretanov je s standardiziranim preskusom obrabe bobna, kot je ASTM D5963.Ta metoda se običajno uporablja za ocenjevanje gume, vendar velja tudi za poliuretan, zlasti pri primerjavi stopnje 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 izboljšava do šestkrat.
Poliuretan ohranja svoje vrednosti ARI skozi čas in po izpostavljenosti različnim tekočinam, zlasti tekočinam na osnovi olja.Eden od načinov, kako to ugotoviti, je staranje vzorcev obrabe ASTM D5963 v tekočinah pri 100 °C 90 dni (80 °C za tekočine na vodni osnovi) in ponovitev preskusa vsakih 30 dni.Spodaj so tipični rezultati, vendar je potrditev priporočljiva za vsako tekočino.
Slika 3. Zadrževanje ARI v NBR in na hidrolizo odpornem poliuretanu po staranju v destiliranem mineralnem olju pri 100 °C.
Čeprav specifikacije kažejo na združljivost s končnimi tekočinami, bi moralo testiranje pospešenega staranja (ali leta delovanja) določiti dolgoročno delovanje in stabilnost materialov, izpostavljenih določenim tekočinam.System Seals preizkuša združljivost s tekočino 90 dni namesto standardnega 168-urnega preizkusa, 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 mazivih v industriji vetrne energije.Spodaj je tabela združljivosti teh priljubljenih maziv.
Znano je, da je NBR dovzeten za ozonolizo, pri kateri molekule ozona prekinejo kemične vezi v nenasičenem NBR.Razpoke zaradi ozona so pogoste, ko je nitril butadien kavčuk (NBR) izpostavljen že najmanjši deformaciji.Ena od rešitev je vbrizgavanje voska v NBR, kar ustvari protiozonsko pregrado, ki ščiti NBR.Na žalost vosek ne spremeni kemične vezi NBR.Če je NBR izpostavljen okoljskim pogojem, ki odstranjujejo 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 od večine NBR.Zaradi tega so poliuretanska tesnila sposobna prenesti večje mehanske deformacije in vzdržati večje mehanske obremenitve.
Tipični NBR ima modul elastičnosti 10-15 MPa in natezno trdnost 20 MPa.Večina poliuretanov ima modul elastičnosti 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.
Pri vetrnih turbinah visoke temperature običajno niso problem.Vendar glede na lokacijo in nadmorsko višino najnižje temperature -40 °C niso neobičajne.Standardni NBR ima najnižjo delovno temperaturo -20 °C, dinamična mehanska analiza pa je pokazala, da na številne poliuretane za vetrno energijo temperature do -40 °C ne vplivajo.
Poliuretan je naravna izbira za tesnila za vetrno elektrarno zaradi svojih vrhunskih mehanskih lastnosti, boljše odpornosti na ozon, nižje stopnje obrabe in nižjih delovnih temperatur.Spodaj sta dve družini aplikacij, za katere je poliuretan zelo primeren.Slika na levi prikazuje simulirano deformacijo in kontaktne značilnosti poliuretanskega tesnila ležaja.Slika na desni prikazuje vrtinčno tesnilo System Seals, tesnilo glavnega ležaja, ki nenehno črpa mazivo nazaj v rezervoar, ko se ležaj vrti.
Če želite prispevati za 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