Även om nitrilbutadiengummi (NBR) har varit det dominerande tätningsmaterialet för vindturbiner i decennier, urholkar framsteg inom polyuretantätningsformulering, bearbetning och design snabbt NBR:s position i branschen.Det visar sig att de mest användbara egenskaperna inkluderar slitstyrka, vätskekompatibilitet, ozonbeständighet, mekanisk styrka och förmågan att bibehålla alla dessa egenskaper vid låga temperaturer.
Polyuretan har blivit ett idealiskt material för tätning av huvudlager/generatorer, längsgående och tvärgående lager.Det räcker dock ofta inte att bara ersätta material i en befintlig struktur.Tätningar måste utformas med polyuretan i åtanke.
Ett sätt att utvärdera slitstyrkan hos polyuretaner är genom ett standardiserat trumslitagetest som ASTM D5963.Denna metod används vanligtvis för att utvärdera gummi, men den gäller även för polyuretan, särskilt när man jämför slitage.Nedan finns slitageindexvärden för olika material som testats av System Seals i Cleveland.Observera att NBR och HNBR har en ARI på cirka 1,5, medan polyuretaner har en ARI på 4 till 8. Detta är en förbättring på upp till sex gånger.
Polyuretan bibehåller sina ARI-värden över tid och efter exponering för olika vätskor, speciellt oljebaserade vätskor.Ett sätt att fastställa detta är att åldra ASTM D5963 slitageprover i vätskor vid 100°C i 90 dagar (80°C för vattenbaserade vätskor) och upprepa testet var 30:e dag.Nedan visas typiska resultat, men bekräftelse rekommenderas för varje vätska.
Figur 3. Retention av ARI i NBR och hydrolysbeständig polyuretan efter åldring i destillerad mineralolja vid 100°C.
Även om specifikationerna indikerar kompatibilitet med färdiga vätskor, bör accelererad åldringstestning (eller år av tjänst) avgöra den långsiktiga prestandan och stabiliteten hos material som exponeras för specifika vätskor.System Seals testar för vätskekompatibilitet i 90 dagar istället för standardtestet på 168 timmar eftersom System Seals konsekvent upptäcker betydande förändringar i viktiga materialegenskaper efter 168 timmars vätskeexponering.
Skräddarsydd polyuretan uppvisar förbättrad vätskebeständighet jämfört med NBR i de vanligaste smörjmedlen inom vindenergiindustrin.Nedan finns en kompatibilitetstabell för dessa populära smörjmedel.
NBR är känt för att vara känsligt för ozonolys, vilket är när ozonmolekyler bryter de kemiska bindningarna i omättad NBR.Ozonsprickor är vanligt när nitrilbutadiengummi (NBR) utsätts för ens den minsta deformation.En lösning är att injicera vax i NBR, vilket skapar en anti-ozonbarriär som skyddar NBR.Tyvärr förändrar vax inte den kemiska bindningen av NBR.Om NBR utsätts för miljöförhållanden som tar bort vax, blir det känsligt för nedbrytning igen.Vissa specialpolyuretaner som används i vindkraftstätningar är naturligt ozonresistenta.
Polyuretans elasticitetsmodul, styrka och töjning är två till tre gånger högre än de flesta NBR.Som ett resultat kan polyuretan-tätningar motstå större mekaniska deformationer och motstå högre mekaniska belastningar.
En typisk NBR har en elasticitetsmodul på 10-15 MPa och en draghållfasthet på 20 MPa.De flesta polyuretaner har en elasticitetsmodul på 45-60 MPa och en draghållfasthet på 50-60 MPa.Detta gör att materialet är mindre hårt än NBR, vilket innebär bättre formhållning och större motståndskraft mot tryckbelastningar.
I vindkraftverk är höga temperaturer vanligtvis inget problem.Beroende på läge och höjd är dock lägsta temperaturer på -40°C inte ovanliga.Standard NBR har en lägsta driftstemperatur på -20°C, och dynamisk mekanisk analys har visat att många vindenergipolyuretaner är opåverkade av temperaturer ner till -40°C.
Polyuretan är ett naturligt val för vindkraftstätningar på grund av dess överlägsna mekaniska egenskaper, bättre ozonbeständighet, lägre slitage och lägre driftstemperaturer.Nedan finns två familjer av applikationer för vilka polyuretan är väl lämpat.Bilden till vänster visar de simulerade deformations- och kontaktegenskaperna för en lagertätning av polyuretan.Bilden till höger visar System Seals virveltätning, en huvudlagertätning som kontinuerligt pumpar tillbaka smörjmedel i behållaren när lagret roterar.
Om du vill bidra till Windpower, vänligen kontakta oss: https://www.bdseals.com eller www.bodiseals.com .NINGBO BODI SEALS CO., LTD producerar alla typer av olika högkvalitativa gummitätningar, orings ,Packningar .
Posttid: 2023-12-24