Въпреки че нитрил-бутадиен каучукът (NBR) е доминиращият материал за уплътнение на вятърни турбини в продължение на десетилетия, напредъкът в състава, обработката и дизайна на полиуретановото уплътнение бързо подкопава позицията на NBR в индустрията.Оказва се, че най-полезните свойства включват устойчивост на износване, съвместимост с течности, устойчивост на озон, механична якост и способността да се поддържат всички тези свойства при ниски температури.
Полиуретанът се превърна в идеален материал за уплътняване на основни лагери/генератори, надлъжни и напречни лагери.Обаче просто подмяната на материали в съществуваща структура често не е достатъчна.Уплътненията трябва да бъдат проектирани с оглед на полиуретана.
Един от начините за оценка на устойчивостта на износване на полиуретаните е чрез стандартизиран тест за износване на барабан като ASTM D5963.Този метод обикновено се използва за оценка на каучук, но се прилага и за полиуретан, особено когато се сравняват нивата на износване.По-долу са дадени стойностите на индекса на износване за различни материали, тествани от System Seals в Кливланд.Обърнете внимание, че NBR и HNBR имат ARI от около 1,5, докато полиуретаните имат ARI от 4 до 8. Това е подобрение до шест пъти.
Полиуретанът поддържа своите ARI стойности с течение на времето и след излагане на различни течности, особено течности на маслена основа.Един от начините да се определи това е да се състарят пробите за износване ASTM D5963 в течности при 100°C в продължение на 90 дни (80°C за течности на водна основа) и да се повтаря тестът на всеки 30 дни.По-долу са типичните резултати, но се препоръчва потвърждение за всяка течност.
Фигура 3. Задържане на ARI в NBR и устойчив на хидролиза полиуретан след стареене в дестилирано минерално масло при 100°C.
Въпреки че спецификациите показват съвместимост с готови течности, тестовете за ускорено стареене (или години служба) трябва да определят дългосрочната производителност и стабилност на материалите, изложени на специфични течности.System Seals тества за съвместимост с течности в продължение на 90 дни вместо стандартния 168-часов тест, тъй като System Seals постоянно открива значителни промени в ключови свойства на материала след 168 часа излагане на течност.
Персонализираният полиуретан показва подобрена устойчивост на течности в сравнение с NBR в най-разпространените смазочни материали във вятърната енергийна индустрия.По-долу е дадена таблица за съвместимост на тези популярни смазочни материали.
Известно е, че NBR е податлив на озонолиза, при която молекулите на озона разрушават химичните връзки в ненаситения NBR.Озоновото напукване е често срещано, когато нитрил-бутадиен каучук (NBR) е подложен дори на най-малката деформация.Едно решение е да се инжектира восък в NBR, създавайки антиозонова бариера, която защитава NBR.За съжаление, восъкът не променя химическата връзка на NBR.Ако NBR бъде изложен на условия на околната среда, които премахват восъка, той отново става податлив на разграждане.Някои специални полиуретани, използвани в уплътненията за вятърна енергия, са естествено устойчиви на озон.
Еластичният модул, якостта и удължението на полиуретана са два до три пъти по-високи от повечето NBR.В резултат на това полиуретановите уплътнения са в състояние да издържат на по-големи механични деформации и да издържат на по-високи механични натоварвания.
Типичният NBR има модул на еластичност от 10-15 MPa и якост на опън от 20 MPa.Повечето полиуретани имат модул на еластичност 45-60 MPa и якост на опън 50-60 MPa.Това означава, че материалът е по-малко твърд от NBR, което означава по-добро запазване на формата и по-голяма устойчивост на натоварване от натиск.
При вятърните турбини високите температури обикновено не са проблем.Въпреки това, в зависимост от местоположението и надморската височина, минималните температури от -40°C не са необичайни.Стандартният NBR има минимална работна температура от -20°C, а динамичният механичен анализ показва, че много полиуретани за вятърна енергия не се влияят от температури до -40°C.
Полиуретанът е естествен избор за уплътнения за вятърна енергия поради своите превъзходни механични свойства, по-добра устойчивост на озон, по-ниски нива на износване и по-ниски работни температури.По-долу са две групи приложения, за които полиуретанът е много подходящ.Изображението вляво показва симулирана деформация и контактни характеристики на полиуретаново лагерно уплътнение.Изображението вдясно показва вихровото уплътнение System Seals, основно уплътнение на лагера, което непрекъснато изпомпва смазка обратно в резервоара, докато лагерът се върти.
Ако искате да допринесете за Windpower, моля свържете се с нас: https://www.bdseals.com или www.bodiseals.com.NINGBO BODI SEALS CO., LTD произвежда всички видове различни висококачествени гумени уплътнения,оринги ,Уплътнения .
Време на публикуване: 24 декември 2023 г