Aínda que o caucho de nitrilo butadieno (NBR) foi o material de selado de turbinas eólicas dominante durante décadas, os avances na formulación, procesamento e deseño de selos de poliuretano están erosionando rapidamente a posición de 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 rodamentos principais/xeradores, rodamentos lonxitudinais e transversais.Non obstante, a miúdo non é suficiente substituír materiais nunha estrutura existente.Os selos deben deseñarse 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 ASTM D5963.Este método úsase normalmente para avaliar o caucho, pero tamén se aplica ao poliuretano, especialmente cando se comparan as taxas de desgaste.Abaixo amósanse os valores do índice de desgaste para varios materiais probados por System Seals en Cleveland.Teña en conta que NBR e 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 varios fluídos, especialmente fluídos a base de aceite.Unha forma de determinalo é envellecer as 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 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 a compatibilidade con 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 proba a compatibilidade de fluídos durante 90 días en lugar da proba estándar de 168 horas porque System Seals detecta constantemente cambios significativos nas propiedades fundamentais do material despois de 168 horas de exposición ao fluído.
O poliuretano personalizado presenta unha mellor resistencia aos fluídos en comparación co NBR nos lubricantes máis comúns na industria da enerxía eólica.Abaixo amósase unha táboa de compatibilidade para estes lubricantes populares.
Sábese que o NBR é susceptible á ozonólise, que é cando as moléculas de ozono rompen os enlaces químicos do NBR insaturado.A rachadura do ozono é común cando o caucho de nitrilo butadieno (NBR) está suxeito á máis mínima deformación.Unha solución é inxectar cera no NBR, creando unha barreira anti-ozono que protexa o NBR.Desafortunadamente, a cera non cambia o enlace químico do NBR.Se o NBR está exposto 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 dúas ou tres veces máis altos que a maioría dos NBR.Como resultado, as juntas de poliuretano son capaces de soportar maiores deformacións mecánicas e soportar maiores cargas mecánicas.
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 significa 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, as temperaturas mínimas de -40 °C non son raras.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 menores temperaturas de funcionamento.Abaixo amósanse dúas familias de aplicacións para as que o poliuretano é moi axeitado.A imaxe da esquerda mostra a deformación simulada e as características de contacto dun selo de rodamentos de poliuretano.A imaxe da dereita mostra o selo de remolino System Seals, un selo do rodamento principal que bombea continuamente o lubricante ao depósito mentres o rodamento xira.
Se desexa contribuír a Windpower, póñase 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, orings ,Xuntas .
Hora de publicación: 24-12-2023