Iako je nitril-butadienska guma (NBR) već decenijama dominantan materijal za zaptivke vjetroturbina, napredak u formulaciji, obradi i dizajnu poliuretanskih zaptivki brzo narušava poziciju NBR-a u industriji. Ispostavilo se da najkorisnija svojstva uključuju otpornost na habanje, kompatibilnost s tekućinama, otpornost na ozon, mehaničku čvrstoću i sposobnost održavanja svih ovih svojstava na niskim temperaturama.
Poliuretan je postao idealan materijal za zaptivanje glavnih ležajeva/generatora, uzdužnih i poprečnih ležajeva. Međutim, jednostavna zamjena materijala u postojećoj konstrukciji često nije dovoljna. Zaptivači moraju biti dizajnirani imajući na umu poliuretan.
Jedan od načina za procjenu otpornosti poliuretana na habanje je standardizirani test habanja u bubnju, kao što je ASTM D5963. Ova metoda se obično koristi za procjenu gume, ali se primjenjuje i na poliuretan, posebno pri usporedbi stopa habanja. U nastavku su vrijednosti indeksa habanja za različite materijale koje je testirao System Seals u Clevelandu. Treba napomenuti 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 zadržava svoje ARI vrijednosti tokom vremena i nakon izlaganja raznim tekućinama, posebno tekućinama na bazi ulja. Jedan od načina da se to utvrdi je starenje uzoraka habanja prema ASTM D5963 u tekućinama na 100°C tokom 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 tekućinu.
Slika 3. Zadržavanje ARI u NBR-u i poliuretanu otpornom na hidrolizu nakon starenja u destilovanom mineralnom ulju na 100°C.
Iako specifikacije ukazuju na kompatibilnost sa gotovim fluidima, ubrzano testiranje starenja (ili godina upotrebe) trebalo bi da odredi dugoročne performanse i stabilnost materijala izloženih specifičnim fluidima. System Seals testira kompatibilnost fluida tokom 90 dana umjesto standardnog testa od 168 sati, jer System Seals dosljedno detektuje značajne promjene u ključnim svojstvima materijala nakon 168 sati izlaganja fluidu.
Prilagođeni poliuretan pokazuje poboljšanu otpornost na fluide u poređenju sa NBR-om u najčešćim mazivima u industriji energije vjetra. Ispod je tabela kompatibilnosti za ova popularna maziva.
Poznato je da je NBR podložan ozonolizi, što se događa kada molekule ozona prekidaju hemijske veze u nezasićenom NBR-u. Pucanje ozona je uobičajeno kada je nitril-butadienska guma (NBR) izložena i najmanjoj deformaciji. Jedno rješenje je ubrizgavanje voska u NBR, stvarajući anti-ozonsku barijeru koja štiti NBR. Nažalost, vosak ne mijenja hemijsku vezu NBR-a. Ako je NBR izložen uslovima okoline koji uklanjaju vosak, ponovo postaje podložan degradaciji. Neki specijalni poliuretani koji se koriste u zaptivkama za energiju vjetra prirodno su otporni na ozon.
Modul elastičnosti, čvrstoća i izduženje poliuretana su dva do tri puta veći od većine NBR-a. Kao rezultat toga, poliuretanske zaptivke su u stanju da izdrže veće mehaničke deformacije i izdrže veća mehanička opterećenja.
Tipični NBR ima modul elastičnosti od 10-15 MPa i zateznu čvrstoću od 20 MPa. Većina poliuretana ima modul elastičnosti od 45-60 MPa i zateznu 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.
Kod vjetroturbina, 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 pokazala je da mnogi poliuretani za energiju vjetra nisu podložni temperaturama do -40°C.
Poliuretan je prirodan izbor za zaptivke za vjetroelektrane zbog svojih superiornih mehaničkih svojstava, bolje otpornosti na ozon, nižih stopa habanja i nižih radnih temperatura. U nastavku su prikazane dvije porodice primjena za koje je poliuretan vrlo pogodan. Slika lijevo prikazuje simuliranu deformaciju i kontaktne karakteristike poliuretanskog zaptivka ležaja. Slika desno prikazuje vrtložno zaptivku System Seals, glavnu zaptivku ležaja koja kontinuirano pumpa mazivo nazad u rezervoar dok se ležaj okreće.
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 zaptivki.O-prstenovi ,Zaptivke .
Vrijeme objave: 24. decembra 2023.