Deși cauciucul nitrilic butadienic (NBR) a fost materialul dominant pentru etanșările turbinelor eoliene timp de decenii, progresele în formularea, procesarea și proiectarea etanșărilor din poliuretan erodează rapid poziția NBR în industrie. Se pare că printre cele mai utile proprietăți se numără rezistența la uzură, compatibilitatea fluidelor, rezistența la ozon, rezistența mecanică și capacitatea de a menține toate aceste proprietăți la temperaturi scăzute.
Poliuretanul a devenit un material ideal pentru etanșarea lagărelor principale/generatoarelor, a lagărelor longitudinale și transversale. Cu toate acestea, simpla înlocuire a materialelor într-o structură existentă nu este adesea suficientă. Etanșările trebuie proiectate având în vedere poliuretanul.
O modalitate de a evalua rezistența la uzură a poliuretanilor este printr-un test standardizat de uzură la tambur, cum ar fi ASTM D5963. Această metodă este de obicei utilizată pentru evaluarea cauciucului, dar se aplică și poliuretanului, în special atunci când se compară ratele de uzură. Mai jos sunt valorile indicelui de uzură pentru diverse materiale testate de System Seals în Cleveland. Rețineți că NBR și HNBR au un ARI de aproximativ 1,5, în timp ce poliuretanii au un ARI de 4 până la 8. Aceasta reprezintă o îmbunătățire de până la șase ori.
Poliuretanul își menține valorile ARI în timp și după expunerea la diverse fluide, în special la fluide pe bază de ulei. O modalitate de a determina acest lucru este prin îmbătrânirea probelor de uzură ASTM D5963 în fluide la 100°C timp de 90 de zile (80°C pentru fluide pe bază de apă) și repetarea testului la fiecare 30 de zile. Mai jos sunt rezultatele tipice, dar se recomandă confirmarea pentru fiecare lichid.
Figura 3. Retenția ARI în NBR și poliuretan rezistent la hidroliză după îmbătrânire în ulei mineral distilat la 100°C.
Deși specificațiile indică compatibilitatea cu fluidele finite, testele de îmbătrânire accelerată (sau anii de utilizare) ar trebui să determine performanța și stabilitatea pe termen lung a materialelor expuse la fluide specifice. System Seals testează compatibilitatea fluidelor timp de 90 de zile, în loc de testul standard de 168 de ore, deoarece System Seals detectează în mod constant modificări semnificative ale proprietăților cheie ale materialelor după 168 de ore de expunere la fluid.
Poliuretanul personalizat prezintă o rezistență îmbunătățită la fluide în comparație cu NBR-ul în cei mai comuni lubrifianți din industria energiei eoliene. Mai jos este un tabel de compatibilitate pentru acești lubrifianți populari.
Se știe că NBR-ul este susceptibil la ozonoliză, adică atunci când moleculele de ozon rup legăturile chimice din NBR-ul nesaturat. Fisurarea cauzată de ozon este frecventă atunci când cauciucul nitril butadienic (NBR) este supus chiar și celei mai mici deformări. O soluție este injectarea de ceară în NBR, creând o barieră anti-ozon care protejează NBR-ul. Din păcate, ceara nu modifică legătura chimică a NBR-ului. Dacă NBR-ul este expus la condiții de mediu care îndepărtează ceara, acesta devine din nou susceptibil la degradare. Unii poliuretani speciali utilizați în etanșările pentru energia eoliană sunt în mod natural rezistenți la ozon.
Modulul de elasticitate, rezistența și alungirea poliuretanului sunt de două până la trei ori mai mari decât cele ale majorității NBR-urilor. Drept urmare, etanșările din poliuretan sunt capabile să reziste la deformări mecanice mai mari și la sarcini mecanice mai mari.
Un NBR tipic are un modul de elasticitate de 10-15 MPa și o rezistență la tracțiune de 20 MPa. Majoritatea poliuretanilor au un modul de elasticitate de 45-60 MPa și o rezistență la tracțiune de 50-60 MPa. Aceasta înseamnă că materialul este mai puțin dur decât NBR-ul, ceea ce înseamnă o mai bună retenție a formei și o rezistență mai mare la sarcini de presiune.
În turbinele eoliene, temperaturile ridicate nu reprezintă de obicei o problemă. Cu toate acestea, în funcție de locație și altitudine, temperaturile minime de -40°C nu sunt neobișnuite. NBR-ul standard are o temperatură minimă de funcționare de -20°C, iar analiza mecanică dinamică a arătat că mulți poliuretani utilizați în energia eoliană nu sunt afectați de temperaturi de până la -40°C.
Poliuretanul este o alegere naturală pentru etanșările pentru energia eoliană datorită proprietăților sale mecanice superioare, rezistenței superioare la ozon, ratelor de uzură mai mici și temperaturilor de funcționare mai scăzute. Mai jos sunt prezentate două familii de aplicații pentru care poliuretanul este potrivit. Imaginea din stânga prezintă caracteristicile simulate de deformare și contact ale unei etanșări de rulment din poliuretan. Imaginea din dreapta prezintă etanșarea turbionară System Seals, o etanșare a rulmentului principal care pompează continuu lubrifiantul înapoi în rezervor pe măsură ce rulmentul se rotește.
Dacă doriți să contribuiți la energia eoliană, vă rugăm să ne contactați: https://www.bdseals.com sau www.bodiseals.com. NINGBO BODI SEALS CO.,LTD produce tot felul de garnituri de cauciuc de înaltă calitate.garnituri torice ,Garnituri .
Data publicării: 24 decembrie 2023