Iako je nitril-butadienska guma (NBR) desetljećima dominantan materijal za brtvljenje vjetroturbina, napredak u formulaciji, obradi i dizajnu poliuretanskih brtvi 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 tih svojstava na niskim temperaturama.
Poliuretan je postao idealan materijal za brtvljenje glavnih ležajeva/generatora, uzdužnih i poprečnih ležajeva. Međutim, jednostavna zamjena materijala u postojećoj konstrukciji često nije dovoljna. Brtve moraju biti dizajnirane 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 se metoda 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. Imajte na umu da NBR i HNBR imaju ARI od oko 1,5, dok poliuretani imaju ARI od 4 do 8. To je poboljšanje do šest puta.
Poliuretan zadržava svoje ARI vrijednosti tijekom 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 tijekom 90 dana (80°C za tekućine na bazi vode) i ponavljanje testa svakih 30 dana. U nastavku su navedeni tipični rezultati, ali preporučuje se potvrda za svaku tekućinu.
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 s gotovim tekućinama, ubrzano testiranje starenja (ili godina rada) trebalo bi odrediti dugoročne performanse i stabilnost materijala izloženih specifičnim tekućinama. System Seals testira kompatibilnost tekućina 90 dana umjesto standardnog testa od 168 sati jer System Seals dosljedno detektira značajne promjene u ključnim svojstvima materijala nakon 168 sati izloženosti tekućini.
Prilagođeni poliuretan pokazuje poboljšanu otpornost na tekućine u usporedbi s NBR-om u najčešćim mazivima u industriji energije vjetra. U nastavku je tablica kompatibilnosti za ova popularna maziva.
Poznato je da je NBR osjetljiv na ozonolizu, što je proces kada molekule ozona prekidaju kemijske 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 ozonsku barijeru koja štiti NBR. Nažalost, vosak ne mijenja kemijsku vezu NBR-a. Ako je NBR izložen uvjetima okoline koji uklanjaju vosak, ponovno postaje osjetljiv na degradaciju. Neki specijalni poliuretani koji se koriste u brtvama za energiju vjetra prirodno su otporni na ozon.
Modul elastičnosti, čvrstoća i istezanje poliuretana su dva do tri puta veći od većine NBR-a. Kao rezultat toga, poliuretanske brtve mogu izdržati veće mehaničke deformacije i podnijeti 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 pokazala je da mnogi poliuretani za energiju vjetra nisu podložni temperaturama do -40°C.
Poliuretan je prirodan izbor za brtve za vjetroelektrane zbog svojih vrhunskih mehaničkih svojstava, bolje otpornosti na ozon, nižih stopa trošenja i nižih radnih temperatura. U nastavku su navedene dvije obitelji primjena za koje je poliuretan vrlo prikladan. Slika lijevo prikazuje simulirane deformacijske i kontaktne karakteristike poliuretanske brtve ležaja. Slika desno prikazuje vrtložnu brtvu System Seals, glavnu brtvu ležaja koja kontinuirano pumpa mazivo natrag u spremnik 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 brtviO-prstenovi ,Brtve .
Vrijeme objave: 24. prosinca 2023.