Mặc dù cao su nitrile butadiene (NBR) đã là vật liệu gioăng tuabin gió chủ đạo trong nhiều thập kỷ, nhưng những tiến bộ trong công thức, quy trình chế tạo và thiết kế gioăng polyurethane đang nhanh chóng làm xói mòn vị thế của NBR trong ngành. Hóa ra, những đặc tính hữu ích nhất bao gồm khả năng chống mài mòn, khả năng tương thích với chất lỏng, khả năng kháng ozone, độ bền cơ học và khả năng duy trì tất cả các đặc tính này ở nhiệt độ thấp.
Polyurethane đã trở thành vật liệu lý tưởng để bịt kín ổ trục chính/máy phát điện, ổ trục dọc và ổ trục ngang. Tuy nhiên, việc chỉ thay thế vật liệu trong kết cấu hiện có thường là chưa đủ. Các miếng đệm phải được thiết kế có tính đến polyurethane.
Một cách để đánh giá khả năng chống mài mòn của polyurethane là thông qua thử nghiệm mài mòn thùng tiêu chuẩn như ASTM D5963. Phương pháp này thường được sử dụng để đánh giá cao su, nhưng cũng áp dụng cho polyurethane, đặc biệt khi so sánh tốc độ mài mòn. Dưới đây là các giá trị chỉ số mài mòn của các vật liệu khác nhau được System Seals tại Cleveland thử nghiệm. Lưu ý rằng NBR và HNBR có ARI khoảng 1,5, trong khi polyurethane có ARI từ 4 đến 8. Đây là sự cải thiện lên đến sáu lần.
Polyurethane duy trì giá trị ARI theo thời gian và sau khi tiếp xúc với nhiều loại chất lỏng khác nhau, đặc biệt là chất lỏng gốc dầu. Một cách để xác định điều này là để mẫu thử nghiệm ASTM D5963 trong chất lỏng ở nhiệt độ 100°C trong 90 ngày (80°C đối với chất lỏng gốc nước) và lặp lại thử nghiệm sau mỗi 30 ngày. Dưới đây là kết quả điển hình, nhưng khuyến nghị nên xác nhận lại cho từng loại chất lỏng.
Hình 3. Sự giữ lại ARI trong NBR và polyurethane chống thủy phân sau khi lão hóa trong dầu khoáng chưng cất ở 100°C.
Mặc dù thông số kỹ thuật cho thấy khả năng tương thích với chất lỏng thành phẩm, nhưng thử nghiệm lão hóa gia tốc (hoặc số năm sử dụng) sẽ quyết định hiệu suất và độ ổn định lâu dài của vật liệu tiếp xúc với các chất lỏng cụ thể. System Seals kiểm tra khả năng tương thích với chất lỏng trong 90 ngày thay vì thử nghiệm tiêu chuẩn 168 giờ vì System Seals luôn phát hiện những thay đổi đáng kể về các đặc tính vật liệu chính sau 168 giờ tiếp xúc với chất lỏng.
Polyurethane tùy chỉnh thể hiện khả năng chống chịu chất lỏng tốt hơn so với NBR trong hầu hết các loại chất bôi trơn phổ biến trong ngành năng lượng gió. Dưới đây là bảng tương thích của các loại chất bôi trơn phổ biến này.
Cao su NBR được biết là dễ bị phân hủy bởi ozon, tức là khi các phân tử ozon phá vỡ các liên kết hóa học trong NBR chưa bão hòa. Sự nứt ozon thường xảy ra khi cao su nitrile butadiene (NBR) chịu tác động dù chỉ là biến dạng nhỏ nhất. Một giải pháp là bơm sáp vào NBR, tạo ra một lớp màng chắn chống ozon giúp bảo vệ NBR. Tuy nhiên, sáp không làm thay đổi liên kết hóa học của NBR. Nếu NBR tiếp xúc với các điều kiện môi trường làm mất sáp, nó sẽ dễ bị phân hủy trở lại. Một số loại polyurethane chuyên dụng được sử dụng trong gioăng năng lượng gió có khả năng kháng ozon tự nhiên.
Mô đun đàn hồi, độ bền và độ giãn dài của polyurethane cao hơn từ hai đến ba lần so với hầu hết các loại NBR. Do đó, gioăng polyurethane có khả năng chịu được biến dạng cơ học lớn hơn và chịu được tải trọng cơ học cao hơn.
NBR thông thường có mô đun đàn hồi 10-15 MPa và độ bền kéo 20 MPa. Hầu hết các loại polyurethane có mô đun đàn hồi 45-60 MPa và độ bền kéo 50-60 MPa. Điều này có nghĩa là vật liệu này ít cứng hơn NBR, giúp giữ hình dạng tốt hơn và chịu được tải trọng áp suất tốt hơn.
Trong tua-bin gió, nhiệt độ cao thường không phải là vấn đề. Tuy nhiên, tùy thuộc vào vị trí và độ cao, nhiệt độ tối thiểu -40°C không phải là hiếm. NBR tiêu chuẩn có nhiệt độ hoạt động tối thiểu là -20°C, và phân tích cơ học động lực học đã chỉ ra rằng nhiều loại polyurethane năng lượng gió không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ xuống đến -40°C.
Polyurethane là lựa chọn tự nhiên cho phớt chặn gió nhờ các đặc tính cơ học vượt trội, khả năng chống ôzôn tốt hơn, tỷ lệ hao mòn thấp hơn và nhiệt độ vận hành thấp hơn. Dưới đây là hai nhóm ứng dụng mà polyurethane phù hợp. Hình ảnh bên trái cho thấy đặc tính biến dạng và tiếp xúc mô phỏng của phớt chặn ổ trục polyurethane. Hình ảnh bên phải cho thấy phớt chặn xoáy System Seals, một phớt chặn ổ trục chính liên tục bơm chất bôi trơn trở lại bể chứa khi ổ trục quay.
Nếu bạn muốn đóng góp cho Windpower, vui lòng liên hệ với chúng tôi: https://www.bdseals.com hoặc www.bodiseals.com. CÔNG TY TNHH NINGBO BODI SEALS sản xuất tất cả các loại gioăng cao su chất lượng cao khác nhau,vòng đệm ,Gioăng .
Thời gian đăng: 24-12-2023