Přestože je nitrilbutadienový kaučuk (NBR) dominantním materiálem těsnění větrných turbín po celá desetiletí, pokroky ve složení, zpracování a designu polyuretanového těsnění rychle narušují pozici NBR v průmyslu.Ukazuje se, že mezi nejužitečnější vlastnosti patří odolnost proti opotřebení, kompatibilita s kapalinami, odolnost vůči ozónu, mechanická pevnost a schopnost zachovat všechny tyto vlastnosti při nízkých teplotách.
Polyuretan se stal ideálním materiálem pro těsnění hlavních ložisek/generátorů, podélných a příčných ložisek.Pouhá výměna materiálů ve stávající konstrukci však často nestačí.Těsnění musí být navrženo s ohledem na polyuretan.
Jedním ze způsobů hodnocení odolnosti polyuretanů proti opotřebení je standardizovaný test opotřebení bubnu, jako je ASTM D5963.Tato metoda se obvykle používá k hodnocení pryže, ale vztahuje se také na polyuretan, zejména při porovnávání rychlostí opotřebení.Níže jsou uvedeny hodnoty indexu opotřebení pro různé materiály testované společností System Seals v Clevelandu.Všimněte si, že NBR a HNBR mají ARI asi 1,5, zatímco polyuretany mají ARI 4 až 8. To je zlepšení až šestinásobné.
Polyuretan si udržuje své hodnoty ARI v průběhu času a po vystavení různým kapalinám, zejména kapalinám na bázi oleje.Jedním ze způsobů, jak to určit, je nechat vzorky ASTM D5963 opotřebovat v kapalinách při 100 °C po dobu 90 dnů (80 °C pro kapaliny na bázi vody) a opakovat test každých 30 dnů.Níže jsou uvedeny typické výsledky, ale pro každou kapalinu se doporučuje potvrzení.
Obrázek 3. Retence ARI v NBR a polyuretanu odolném proti hydrolýze po stárnutí v destilovaném minerálním oleji při 100 °C.
Přestože specifikace naznačují kompatibilitu s hotovými kapalinami, zrychlené testování stárnutí (nebo roky provozu) by mělo určit dlouhodobou výkonnost a stabilitu materiálů vystavených konkrétním kapalinám.System Seals testuje kompatibilitu s kapalinami po dobu 90 dnů namísto standardního 168hodinového testu, protože System Seals trvale detekuje významné změny klíčových vlastností materiálu po 168 hodinách působení kapaliny.
Přizpůsobený polyuretan vykazuje zlepšenou odolnost vůči kapalinám ve srovnání s NBR v nejběžnějších mazivech v průmyslu větrné energie.Níže je uvedena tabulka kompatibility těchto oblíbených maziv.
Je známo, že NBR je náchylný k ozonolýze, což je stav, kdy molekuly ozonu narušují chemické vazby v nenasyceném NBR.Popraskání ozónem je běžné, když je nitrilbutadienový kaučuk (NBR) vystaven byť sebemenší deformaci.Jedním z řešení je vstřikování vosku do NBR, čímž se vytvoří antiozónová bariéra, která NBR chrání.Bohužel vosk nemění chemickou vazbu NBR.Pokud je NBR vystaveno podmínkám prostředí, které odstraňují vosk, stává se znovu náchylným k degradaci.Některé speciální polyuretany používané v těsněních pro větrnou energii jsou přirozeně odolné vůči ozónu.
Modul pružnosti, pevnost a tažnost polyuretanu jsou dvakrát až třikrát vyšší než u většiny NBR.Díky tomu jsou polyuretanová těsnění schopna odolávat větším mechanickým deformacím a odolávat vyššímu mechanickému zatížení.
Typický NBR má modul pružnosti 10-15 MPa a pevnost v tahu 20 MPa.Většina polyuretanů má modul pružnosti 45-60 MPa a pevnost v tahu 50-60 MPa.To znamená, že materiál je méně tvrdý než NBR, což znamená lepší držení tvaru a větší odolnost vůči tlakovému zatížení.
Ve větrných turbínách nejsou vysoké teploty obvykle problémem.V závislosti na poloze a nadmořské výšce však minimální teploty -40 °C nejsou neobvyklé.Standardní NBR má minimální provozní teplotu -20 °C a dynamická mechanická analýza ukázala, že mnoho polyuretanů pro větrnou energii není ovlivněno teplotami až do -40 °C.
Polyuretan je přirozenou volbou pro těsnění větrné elektrárny díky svým vynikajícím mechanickým vlastnostem, lepší odolnosti vůči ozónu, nižší míře opotřebení a nižším provozním teplotám.Níže jsou uvedeny dvě skupiny aplikací, pro které je polyuretan vhodný.Obrázek vlevo ukazuje simulované deformační a kontaktní charakteristiky polyuretanového těsnění ložiska.Obrázek vpravo ukazuje vířivé těsnění System Seals, těsnění hlavního ložiska, které nepřetržitě pumpuje mazivo zpět do nádržky, když se ložisko otáčí.
Pokud byste chtěli přispět Windpower, kontaktujte nás: https://www.bdseals.com nebo www.bodiseals.com .NINGBO BODI SEALS CO., LTD vyrábí všechny druhy různých vysoce kvalitních pryžových těsnění, orings ,Těsnění .
Čas odeslání: 24. prosince 2023