Iako je nitril butadien kaučuk (NBR) desetljećima dominantan materijal za brtvljenje vjetroturbina, napredak u formulaciji, obradi i dizajnu poliuretanske brtve brzo narušava poziciju NBR-a u industriji.Ispostavilo se da najkorisnija svojstva uključuju otpornost na trošenje, 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 strukturi često nije dovoljna.Brtve moraju biti dizajnirane imajući na umu poliuretan.
Jedan od načina za procjenu otpornosti poliuretana na habanje je kroz standardizirani test trošenja bubnja kao što je ASTM D5963.Ova se metoda obično koristi za procjenu gume, ali se također odnosi na poliuretan, posebno kada se uspoređuju stope trošenja.Ispod su vrijednosti indeksa trošenja 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 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 ASTM D5963 uzoraka trošenja u tekućinama na 100°C tijekom 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 destiliranom mineralnom ulju na 100°C.
Iako specifikacije ukazuju na kompatibilnost s gotovim tekućinama, ispitivanje ubrzanog starenja (ili godina službe) trebalo bi odrediti dugoročne performanse i stabilnost materijala izloženih određenim tekućinama.System Seals testira kompatibilnost tekućine 90 dana umjesto standardnog testa od 168 sati jer System Seals dosljedno otkriva značajne promjene u ključnim svojstvima materijala nakon 168 sati izlaganja tekućini.
Prilagođeni poliuretan pokazuje poboljšanu otpornost na tekućine u usporedbi s NBR-om u najčešćim mazivima u industriji energije vjetra.Ispod je tablica kompatibilnosti za ova popularna maziva.
Poznato je da je NBR osjetljiv na ozonolizu, što je kada molekule ozona prekidaju kemijske veze u nezasićenom NBR-u.Ozonsko pucanje je uobičajeno kada se nitril butadien kaučuk (NBR) podvrgne čak i najmanjoj deformaciji.Jedno rješenje je ubrizgavanje voska u NBR, stvarajući antiozonsku barijeru koja štiti NBR.Nažalost, vosak ne mijenja kemijsku vezu NBR-a.Ako se NBR izloži 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.Zbog toga poliuretanske brtve mogu podnijeti 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 čvrst 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 na mnoge poliuretane za energiju vjetra ne utječu temperature do -40°C.
Poliuretan je prirodan izbor za brtve za vjetroelektrane zbog svojih vrhunskih mehaničkih svojstava, bolje otpornosti na ozon, manje stope trošenja i nižih radnih temperatura.Ispod su dvije skupine aplikacija za koje je poliuretan vrlo prikladan.Slika lijevo prikazuje simulirane karakteristike deformacije i kontakta poliuretanske brtve ležaja.Slika desno prikazuje vrtložnu brtvu System Seals, brtvu glavnog 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 gumenih brtvi visoke kvalitete,orings ,brtve .
Vrijeme objave: 24. prosinca 2023