Selv om nitrilbutadiengummi (NBR) har vært det dominerende tetningsmaterialet for vindturbiner i flere tiår, eroderer fremskritt innen formulering, prosessering og design av polyuretantetninger raskt NBRs posisjon i bransjen.Det viser seg at de mest nyttige egenskapene inkluderer slitestyrke, væskekompatibilitet, ozonmotstand, mekanisk styrke og evnen til å opprettholde alle disse egenskapene ved lave temperaturer.
Polyuretan har blitt et ideelt materiale for tetting av hovedlager/generatorer, langsgående og tverrgående lagre.Imidlertid er det ofte ikke nok å bare erstatte materialer i en eksisterende struktur.Pakninger må utformes med tanke på polyuretan.
En måte å evaluere slitestyrken til polyuretaner er gjennom en standardisert trommelslitasjetest som ASTM D5963.Denne metoden brukes vanligvis for å evaluere gummi, men den gjelder også for polyuretan, spesielt når man sammenligner slitasje.Nedenfor er slitasjeindeksverdier for ulike materialer testet av System Seals i Cleveland.Merk at NBR og HNBR har en ARI på ca. 1,5, mens polyuretaner har en ARI på 4 til 8. Dette er en forbedring på opptil seks ganger.
Polyuretan opprettholder sine ARI-verdier over tid og etter eksponering for ulike væsker, spesielt oljebaserte væsker.En måte å fastslå dette på er å elde ASTM D5963-slitasjeprøver i væsker ved 100°C i 90 dager (80°C for vannbaserte væsker) og gjenta testen hver 30. dag.Nedenfor er typiske resultater, men bekreftelse anbefales for hver væske.
Figur 3. Retensjon av ARI i NBR og hydrolysebestandig polyuretan etter aldring i destillert mineralolje ved 100°C.
Selv om spesifikasjoner indikerer kompatibilitet med ferdige væsker, bør akselerert aldringstesting (eller års bruk) bestemme den langsiktige ytelsen og stabiliteten til materialer som er utsatt for spesifikke væsker.System Seals tester for væskekompatibilitet i 90 dager i stedet for standard 168 timers test fordi System Seals konsekvent oppdager betydelige endringer i viktige materialegenskaper etter 168 timers væskeeksponering.
Tilpasset polyuretan viser forbedret væskemotstand sammenlignet med NBR i de vanligste smøremidlene i vindenergiindustrien.Nedenfor er en kompatibilitetstabell for disse populære smøremidlene.
NBR er kjent for å være mottakelig for ozonolyse, som er når ozonmolekyler bryter de kjemiske bindingene i umettet NBR.Ozonsprekker er vanlig når nitrilbutadiengummi (NBR) utsettes for selv den minste deformasjon.En løsning er å injisere voks i NBR, og skape en anti-ozonbarriere som beskytter NBR.Dessverre endrer ikke voks den kjemiske bindingen til NBR.Hvis NBR utsettes for miljøforhold som fjerner voks, blir den utsatt for nedbrytning igjen.Noen spesialpolyuretaner som brukes i vindenergitetninger er naturlig ozonbestandige.
Elastisk modul, styrke og forlengelse av polyuretan er to til tre ganger høyere enn de fleste NBR.Som et resultat er polyuretantetninger i stand til å motstå større mekaniske deformasjoner og motstå høyere mekaniske belastninger.
En typisk NBR har en elastisitetsmodul på 10-15 MPa og en strekkfasthet på 20 MPa.De fleste polyuretaner har en elastisitetsmodul på 45-60 MPa og en strekkfasthet på 50-60 MPa.Dette betyr at materialet er mindre hardt enn NBR, noe som betyr bedre formbevaring og større motstand mot trykkbelastninger.
I vindturbiner er høye temperaturer vanligvis ikke noe problem.Avhengig av beliggenhet og høyde er imidlertid minimumstemperaturer på -40°C ikke uvanlige.Standard NBR har en minimums driftstemperatur på -20°C, og dynamisk mekanisk analyse har vist at mange vindenergipolyuretaner er upåvirket av temperaturer ned til -40°C.
Polyuretan er et naturlig valg for vindkrafttetninger på grunn av dets overlegne mekaniske egenskaper, bedre ozonmotstand, lavere slitasje og lavere driftstemperaturer.Nedenfor er to familier av bruksområder som polyuretan er godt egnet for.Bildet til venstre viser de simulerte deformasjons- og kontaktegenskapene til en lagertetning av polyuretan.Bildet til høyre viser System Seals hvirveltetning, en hovedlagertetning som kontinuerlig pumper smøremiddel tilbake i reservoaret mens lageret roterer.
Hvis du ønsker å bidra til Windpower, vennligst kontakt oss: https://www.bdseals.com eller www.bodiseals.com .NINGBO BODI SEALS CO., LTD produserer alle slags forskjellige høykvalitets gummipakninger, orings ,Pakninger .
Innleggstid: 24. desember 2023