Iako je nitril butadien guma (NBR) decenijama dominantan materijal za zaptivanje vetroturbina, napredak u formulaciji, preradi i dizajnu poliuretanskih zaptivača brzo narušava poziciju NBR-a u industriji.Pokazalo se da najkorisnija svojstva uključuju otpornost na habanje, kompatibilnost s tekućinom, otpornost na ozon, mehaničku čvrstoću i sposobnost održavanja svih ovih svojstava na niskim temperaturama.
Poliuretan je postao idealan materijal za brtvljenje glavnih ležajeva/generatora, uzdužnih i poprečnih ležajeva.Međutim, jednostavna zamjena materijala u postojećoj strukturi često nije dovoljna.Zaptivke moraju biti dizajnirane imajući na umu poliuretan.
Jedan od načina za procjenu otpornosti poliuretana na habanje je kroz standardizirani test habanja bubnja kao što je ASTM D5963.Ova metoda se obično koristi za procjenu gume, ali se također primjenjuje i na poliuretan, posebno kada se upoređuje stopa habanja.Ispod su vrijednosti indeksa habanja za različite materijale koje je testirao System Seals u Clevelandu.Imajte na umu da NBR i HNBR imaju ARI od oko 1,5, dok poliuretani imaju ARI od 4 do 8. Ovo je poboljšanje do šest puta.
Poliuretan održava svoje ARI vrijednosti tokom vremena i nakon izlaganja različitim tekućinama, posebno tekućinama na bazi ulja.Jedan od načina da se to utvrdi je starenje ASTM D5963 uzoraka habanja u tekućinama na 100°C 90 dana (80°C za tekućine na bazi vode) i ponavljanje testa svakih 30 dana.Ispod su tipični rezultati, ali se preporučuje potvrda za svaku tečnost.
Slika 3. Zadržavanje ARI u NBR-u i poliuretanu otpornom na hidrolizu nakon starenja u destiliranom mineralnom ulju na 100°C.
Iako specifikacije ukazuju na kompatibilnost sa gotovim fluidima, ispitivanje ubrzanog starenja (ili godine rada) trebalo bi da odredi dugoročne performanse i stabilnost materijala izloženih određenim fluidima.System Seals testira kompatibilnost tečnosti tokom 90 dana, a ne standardni test od 168 sati, jer System Seals dosledno detektuje značajne promene u ključnim svojstvima materijala nakon 168 sati izlaganja tečnosti.
Prilagođeni poliuretan pokazuje poboljšanu otpornost na tečnost u odnosu na NBR u najčešćim mazivima u industriji energije vjetra.Ispod je tabela kompatibilnosti ovih popularnih maziva.
Poznato je da je NBR podložan ozonolizi, što je kada molekuli ozona razbiju hemijske veze u nezasićenom NBR.Pucanje ozona je uobičajeno kada je nitril butadien kaučuk (NBR) podvrgnut čak i najmanjoj deformaciji.Jedno rješenje je ubrizgavanje voska u NBR, stvarajući antiozonsku barijeru koja štiti NBR.Nažalost, vosak ne mijenja hemijsku vezu NBR-a.Ako se NBR izloži uvjetima okoline koji uklanjaju vosak, ponovo postaje podložan degradaciji.Neki specijalni poliuretani koji se koriste u zaptivačima energije vjetra prirodno su otporni na ozon.
Modul elastičnosti, čvrstoća i izduženje poliuretana su dva do tri puta veći od većine NBR.Kao rezultat toga, poliuretanske brtve mogu izdržati veće mehaničke deformacije i izdržati veća mehanička opterećenja.
Tipični NBR ima modul elastičnosti od 10-15 MPa i vlačnu čvrstoću od 20 MPa.Većina poliuretana ima modul elastičnosti od 45-60 MPa i vlačnu čvrstoću od 50-60 MPa.To znači da je materijal manje tvrd od NBR-a, što znači bolje zadržavanje oblika i veću otpornost na tlačna opterećenja.
U vjetroturbinama visoke temperature obično nisu problem.Međutim, ovisno o lokaciji i nadmorskoj visini, minimalne temperature od -40°C nisu neuobičajene.Standardni NBR ima minimalnu radnu temperaturu od -20°C, a dinamička mehanička analiza je pokazala da na mnoge poliuretane energije vjetra ne utiču temperature do -40°C.
Poliuretan je prirodan izbor za zaptivače snage vjetra zbog svojih superiornih mehaničkih svojstava, bolje otpornosti na ozon, niže stope habanja i nižih radnih temperatura.Ispod su dvije porodice aplikacija za koje je poliuretan dobro prikladan.Slika lijevo prikazuje simulirane karakteristike deformacije i kontakta poliuretanske brtve ležaja.Slika desno prikazuje vrtložnu zaptivku System Seals, zaptivku glavnog ležaja koja neprekidno pumpa mazivo nazad u rezervoar dok se ležaj rotira.
Ako želite doprinijeti Windpoweru, kontaktirajte nas: https://www.bdseals.com ili www.bodiseals.com.NINGBO BODI SEALS CO., LTD proizvodi sve vrste različitih visokokvalitetnih gumenih brtvi,orings ,Zaptivke .
Vrijeme objave: 24.12.2023