Selvom nitrilbutadiengummi (NBR) har været det dominerende materiale til tætninger til vindmøller i årtier, eroderer fremskridt inden for formulering, forarbejdning og design af polyurethantætninger hurtigt NBR's position i branchen. Det viser sig, at de mest nyttige egenskaber omfatter slidstyrke, væskekompatibilitet, ozonresistens, mekanisk styrke og evnen til at opretholde alle disse egenskaber ved lave temperaturer.
Polyurethan er blevet et ideelt materiale til tætning af hovedlejer/generatorer, langsgående og tværgående lejer. Det er dog ofte ikke nok blot at udskifte materialer i en eksisterende struktur. Tætninger skal designes med polyurethan i tankerne.
En måde at evaluere slidstyrken af polyurethaner på er gennem en standardiseret tromleslidtest, såsom ASTM D5963. Denne metode bruges typisk til at evaluere gummi, men den gælder også for polyurethan, især når man sammenligner slidhastigheder. Nedenfor er slidindeksværdier for forskellige materialer testet af System Seals i Cleveland. Bemærk, at NBR og HNBR har en ARI på omkring 1,5, mens polyurethaner har en ARI på 4 til 8. Dette er en forbedring på op til seks gange.
Polyuretan bevarer sine ARI-værdier over tid og efter eksponering for forskellige væsker, især oliebaserede væsker. En måde at bestemme dette på er at ælde ASTM D5963 slidprøver i væsker ved 100°C i 90 dage (80°C for vandbaserede væsker) og gentage testen hver 30. dag. Nedenfor er typiske resultater, men bekræftelse anbefales for hver væske.
Figur 3. Retention af ARI i NBR og hydrolysebestandig polyurethan efter ældning i destilleret mineralolie ved 100°C.
Selvom specifikationerne angiver kompatibilitet med færdige væsker, bør accelereret ældningstest (eller års brug) bestemme den langsigtede ydeevne og stabilitet af materialer, der udsættes for specifikke væsker. System Seals tester for væskekompatibilitet i 90 dage i stedet for standardtesten på 168 timer, fordi System Seals konsekvent registrerer betydelige ændringer i vigtige materialeegenskaber efter 168 timers væskeeksponering.
Tilpasset polyurethan udviser forbedret væskemodstand sammenlignet med NBR i de mest almindelige smøremidler i vindenergiindustrien. Nedenfor er en kompatibilitetstabel for disse populære smøremidler.
NBR er kendt for at være modtagelig for ozonolyse, hvilket er når ozonmolekyler bryder de kemiske bindinger i umættet NBR. Ozonrevnedannelse er almindelig, når nitrilbutadiengummi (NBR) udsættes for selv den mindste deformation. En løsning er at injicere voks i NBR'en, hvilket skaber en anti-ozonbarriere, der beskytter NBR'en. Desværre ændrer voks ikke den kemiske binding i NBR. Hvis NBR udsættes for miljøforhold, der fjerner voks, bliver den modtagelig for nedbrydning igen. Nogle specialpolyurethaner, der anvendes i vindenergitætninger, er naturligt ozonresistente.
Polyurethans elasticitetsmodul, styrke og forlængelse er to til tre gange højere end de fleste NBR-materialer. Som følge heraf er polyurethantætninger i stand til at modstå større mekaniske deformationer og højere mekaniske belastninger.
En typisk NBR har et elasticitetsmodul på 10-15 MPa og en trækstyrke på 20 MPa. De fleste polyurethaner har et elasticitetsmodul på 45-60 MPa og en trækstyrke på 50-60 MPa. Det betyder, at materialet er mindre hårdt end NBR, hvilket betyder bedre formbevarelse og større modstandsdygtighed over for trykbelastninger.
I vindmøller er høje temperaturer normalt ikke et problem. Afhængigt af placering og højde er minimumstemperaturer på -40 °C dog ikke ualmindelige. Standard NBR har en minimumsdriftstemperatur på -20 °C, og dynamisk mekanisk analyse har vist, at mange vindenergipolyurethaner ikke påvirkes af temperaturer ned til -40 °C.
Polyurethan er et naturligt valg til vindkrafttætninger på grund af dets overlegne mekaniske egenskaber, bedre ozonresistens, lavere slidhastigheder og lavere driftstemperaturer. Nedenfor er to familier af anvendelser, hvor polyurethan er velegnet. Billedet til venstre viser de simulerede deformations- og kontaktegenskaber for en polyurethanlejetætning. Billedet til højre viser System Seals-virveltætningen, en hovedlejetætning, der kontinuerligt pumper smøremiddel tilbage i reservoiret, når lejet roterer.
Hvis du gerne vil bidrage til Windpower, bedes du kontakte os: https://www.bdseals.com eller www.bodiseals.com. NINGBO BODI SEALS CO.,LTD producerer alle slags forskellige gummitætninger af høj kvalitet.,oringer ,Pakninger .
Opslagstidspunkt: 24. dec. 2023