Tot i que el cautxú de nitril butadiè (NBR) ha estat el material de segellat dominant per a aerogeneradors durant dècades, els avenços en la formulació, el processament i el disseny de segells de poliuretà estan erosionant ràpidament la posició del 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 simplement substituir els materials d'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 ara l'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. Cal tenir en compte que el NBR i l'HNBR tenen un ARI d'aproximadament 1,5, mentre que els poliuretans tenen un ARI de 4 a 8. Això representa 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 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 els 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 dels fluids durant 90 dies en lloc de la prova estàndard de 168 hores, ja que System Seals detecta constantment canvis significatius en les propietats clau dels materials després de 168 hores d'exposició al fluid.
El poliuretà personalitzat presenta una resistència als fluids millorada en comparació amb el NBR en els lubricants més comuns de 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'ozonolisi, que és quan les molècules d'ozó trenquen els enllaços químics en el NBR insaturat. L'esquerdament per ozó és comú quan el cautxú de nitril butadiè (NBR) se sotmet a la més mínima deformació. Una solució és injectar cera al NBR, creant una barrera antiozó que protegeixi el NBR. Malauradament, la cera no canvia l'enllaç químic del NBR. Si el NBR s'exposa a condicions ambientals que eliminen la cera, torna a ser susceptible a la degradació. Alguns poliuretans especials utilitzats en 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 superiors als de la majoria dels NBR. Com a resultat, els segells de poliuretà són capaços de suportar deformacions mecàniques més grans i 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, la qual cosa implica 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. Tanmateix, depenent de la ubicació i l'altitud, no són infreqüents temperatures mínimes de -40 °C. El NBR estàndard 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, taxes de desgast més baixes 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 les característiques simulades de deformació i contacte d'un segell de coixinet de poliuretà. La imatge de la dreta mostra el segell de remolí de System Seals, un segell de coixinet principal que bomba contínuament lubricant de tornada al dipòsit a mesura que el coixinet gira.
Si voleu contribuir a l'energia eòlica, 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.juntes tòriques ,Juntes .
Data de publicació: 24 de desembre de 2023