Tot i que el cautxú de nitril butadiè (NBR) ha estat el material de segellat de turbines eòliques dominant durant dècades, els avenços en la formulació, el processament i el disseny de segells de poliuretà estan erosionant ràpidament la posició de NBR a la indústria.Resulta que les propietats més útils inclouen la resistència al desgast, la compatibilitat amb fluids, la resistència a l'ozó, la resistència mecànica i la capacitat de mantenir totes aquestes propietats a baixes temperatures.
El poliuretà s'ha convertit en un material ideal per segellar coixinets principals/generadors, coixinets longitudinals i transversals.Tanmateix, sovint no n'hi ha prou amb substituir materials en una estructura existent.Els segells s'han de dissenyar tenint en compte el poliuretà.
Una manera d'avaluar la resistència al desgast dels poliuretans és mitjançant una prova de desgast del tambor estandarditzada com ASTM D5963.Aquest mètode s'utilitza normalment per avaluar el cautxú, però també s'aplica al poliuretà, especialment quan es comparen les taxes de desgast.A continuació es mostren els valors de l'índex de desgast per a diversos materials provats per System Seals a Cleveland.Tingueu en compte que NBR i HNBR tenen un ARI d'aproximadament 1,5, mentre que els poliuretans tenen un ARI de 4 a 8. Això és una millora de fins a sis vegades.
El poliuretà manté els seus valors ARI al llarg del temps i després de l'exposició a diversos fluids, especialment fluids a base d'oli.Una manera de determinar-ho és envellir les mostres de desgast ASTM D5963 en fluids a 100 °C durant 90 dies (80 °C per a fluids a base d'aigua) i repetir la prova cada 30 dies.A continuació es mostren els resultats típics, però es recomana la confirmació per a cada líquid.
Figura 3. Retenció d'ARI en NBR i poliuretà resistent a la hidròlisi després de l'envelliment en oli mineral destil·lat a 100°C.
Tot i que les especificacions indiquen compatibilitat amb fluids acabats, les proves d'envelliment accelerat (o anys de servei) haurien de determinar el rendiment i l'estabilitat a llarg termini dels materials exposats a fluids específics.System Seals prova la compatibilitat de fluids durant 90 dies en lloc de la prova estàndard de 168 hores perquè System Seals detecta constantment canvis significatius en les propietats clau del material després de 168 hores d'exposició al fluid.
El poliuretà personalitzat presenta una millor resistència als fluids en comparació amb el NBR en els lubricants més comuns a la indústria de l'energia eòlica.A continuació es mostra una taula de compatibilitat per a aquests lubricants populars.
Se sap que el NBR és susceptible a l'ozonòlisi, que és quan les molècules d'ozó trenquen els enllaços químics del NBR insaturat.El trencament de l'ozó és freqüent quan el cautxú de nitril butadiè (NBR) està sotmès a la més petita deformació.Una solució és injectar cera al NBR, creant una barrera anti-ozó que protegeix el NBR.Malauradament, la cera no canvia l'enllaç químic de NBR.Si el NBR s'exposa a condicions ambientals que eliminen la cera, torna a ser susceptible de degradació.Alguns poliuretans especials utilitzats en els segells d'energia eòlica són naturalment resistents a l'ozó.
El mòdul elàstic, la resistència i l'allargament del poliuretà són de dues a tres vegades més grans que la majoria de NBR.Com a resultat, els segells de poliuretà són capaços de suportar majors deformacions mecàniques i suportar càrregues mecàniques més elevades.
Un NBR típic té un mòdul elàstic de 10-15 MPa i una resistència a la tracció de 20 MPa.La majoria dels poliuretans tenen un mòdul elàstic de 45-60 MPa i una resistència a la tracció de 50-60 MPa.Això significa que el material és menys dur que el NBR, el que significa una millor retenció de la forma i una major resistència a les càrregues de pressió.
En els aerogeneradors, les altes temperatures no solen ser un problema.No obstant això, depenent de la ubicació i l'altitud, les temperatures mínimes de -40 °C no són estranyes.L'estàndard NBR té una temperatura mínima de funcionament de -20 °C, i l'anàlisi mecànica dinàmica ha demostrat que molts poliuretans d'energia eòlica no es veuen afectats per temperatures de fins a -40 °C.
El poliuretà és una opció natural per als segells d'energia eòlica a causa de les seves propietats mecàniques superiors, millor resistència a l'ozó, menors índexs de desgast i temperatures de funcionament més baixes.A continuació es mostren dues famílies d'aplicacions per a les quals el poliuretà és molt adequat.La imatge de l'esquerra mostra la deformació simulada i les característiques de contacte d'un segell de coixinet de poliuretà.La imatge de la dreta mostra el segell de remolí System Seals, un segell del coixinet principal que bombeja contínuament el lubricant cap al dipòsit mentre el coixinet gira.
Si voleu contribuir a Windpower, poseu-vos en contacte amb nosaltres: https://www.bdseals.com o www.bodiseals.com.NINGBO BODI SEALS CO., LTD produeix tot tipus de segells de goma d'alta qualitat diferents, orings ,Juntes .
Hora de publicació: 24-12-2023