Aínda que a goma de nitrilo butadieno (NBR) foi o material de selado dominante para aeroxeradores durante décadas, os avances na formulación, procesamento e deseño de selados de poliuretano están a erosionar rapidamente a posición do NBR na industria. Resulta que as propiedades máis útiles inclúen a resistencia ao desgaste, a compatibilidade de fluídos, a resistencia ao ozono, a resistencia mecánica e a capacidade de manter todas estas propiedades a baixas temperaturas.
O poliuretano converteuse nun material ideal para selar rolamentos principais/xeradores, rolamentos lonxitudinais e transversais. Non obstante, a simple substitución de materiais nunha estrutura existente a miúdo non é suficiente. Os selos deben deseñar tendo en conta o poliuretano.
Unha forma de avaliar a resistencia ao desgaste dos poliuretanos é mediante unha proba de desgaste de tambor estandarizada como a ASTM D5963. Este método úsase normalmente para avaliar a goma, pero tamén se aplica ao poliuretano, especialmente ao comparar as taxas de desgaste. A continuación móstranse os valores do índice de desgaste para varios materiais probados por System Seals en Cleveland. Teña en conta que o NBR e o HNBR teñen un ARI de aproximadamente 1,5, mentres que os poliuretanos teñen un ARI de 4 a 8. Isto supón unha mellora de ata seis veces.
O poliuretano mantén os seus valores ARI ao longo do tempo e despois da exposición a diversos fluídos, especialmente fluídos a base de aceite. Unha forma de determinalo é envellecer mostras de desgaste ASTM D5963 en fluídos a 100 °C durante 90 días (80 °C para fluídos a base de auga) e repetir a proba cada 30 días. A continuación móstranse os resultados típicos, pero recoméndase a confirmación para cada líquido.
Figura 3. Retención de ARI en NBR e poliuretano resistente á hidrólise despois do envellecemento en aceite mineral destilado a 100 °C.
Aínda que as especificacións indican compatibilidade cos fluídos acabados, as probas de envellecemento acelerado (ou anos de servizo) deberían determinar o rendemento e a estabilidade a longo prazo dos materiais expostos a fluídos específicos. System Seals realiza probas de compatibilidade de fluídos durante 90 días en lugar da proba estándar de 168 horas porque System Seals detecta sistematicamente cambios significativos nas propiedades clave dos materiais despois de 168 horas de exposición ao fluído.
O poliuretano personalizado presenta unha resistencia aos fluídos mellorada en comparación co NBR nos lubricantes máis habituais da industria da enerxía eólica. A continuación móstrase unha táboa de compatibilidade para estes lubricantes populares.
Sábese que o NBR é susceptible á ozonolise, que é cando as moléculas de ozono rompen as ligazóns químicas no NBR insaturado. A fenda por ozono é común cando o caucho de nitrilo butadieno (NBR) se somete á máis mínima deformación. Unha solución é inxectar cera no NBR, creando unha barreira antiozono que protexe o NBR. Desafortunadamente, a cera non altera a ligazón química do NBR. Se o NBR se expón a condicións ambientais que eliminan a cera, volve ser susceptible á degradación. Algúns poliuretanos especiais utilizados nos selos de enerxía eólica son naturalmente resistentes ao ozono.
O módulo elástico, a resistencia e o alongamento do poliuretano son de dúas a tres veces maiores que os da maioría dos NBR. Como resultado, os selos de poliuretano son capaces de soportar maiores deformacións mecánicas e cargas mecánicas máis elevadas.
Un NBR típico ten un módulo elástico de 10-15 MPa e unha resistencia á tracción de 20 MPa. A maioría dos poliuretanos teñen un módulo elástico de 45-60 MPa e unha resistencia á tracción de 50-60 MPa. Isto significa que o material é menos duro que o NBR, o que implica unha mellor retención da forma e unha maior resistencia ás cargas de presión.
Nos aeroxeradores, as altas temperaturas non adoitan ser un problema. Non obstante, dependendo da localización e da altitude, non son infrecuentes temperaturas mínimas de -40 °C. O NBR estándar ten unha temperatura mínima de funcionamento de -20 °C, e a análise mecánica dinámica demostrou que moitos poliuretanos de enerxía eólica non se ven afectados por temperaturas de ata -40 °C.
O poliuretano é unha opción natural para os selos de enerxía eólica debido ás súas propiedades mecánicas superiores, mellor resistencia ao ozono, menores taxas de desgaste e temperaturas de funcionamento máis baixas. A continuación móstranse dúas familias de aplicacións para as que o poliuretano é moi axeitado. A imaxe da esquerda mostra as características simuladas de deformación e contacto dun selo de rodamentos de poliuretano. A imaxe da dereita mostra o selo de remuíño System Seals, un selo de rodamentos principais que bombea continuamente lubricante de volta ao depósito mentres o rodamento xira.
Se queres contribuír á enerxía eólica, ponte en contacto connosco: https://www.bdseals.com ou www.bodiseals.com. NINGBO BODI SEALS CO., LTD produce todo tipo de selos de goma de alta calidade.xuntas tóricas ,Xuntas .
Data de publicación: 24 de decembro de 2023