แม้ว่ายางไนไตรล์บิวทาไดอีน (NBR) จะเป็นวัสดุซีลหลักสำหรับกังหันลมมาหลายทศวรรษแล้ว แต่ความก้าวหน้าด้านสูตร กระบวนการผลิต และการออกแบบซีลโพลียูรีเทนกำลังกัดกร่อนตำแหน่งของ NBR ในอุตสาหกรรมอย่างรวดเร็ว ปรากฏว่าคุณสมบัติที่มีประโยชน์มากที่สุด ได้แก่ ความทนทานต่อการสึกหรอ ความเข้ากันได้กับของเหลว ความต้านทานต่อโอโซน ความแข็งแรงเชิงกล และความสามารถในการรักษาคุณสมบัติเหล่านี้ทั้งหมดที่อุณหภูมิต่ำ
โพลียูรีเทนได้กลายเป็นวัสดุที่เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการปิดผนึกตลับลูกปืนหลัก/เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ตลับลูกปืนตามยาวและตามขวาง อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนวัสดุในโครงสร้างเดิมเพียงอย่างเดียวมักไม่เพียงพอ ซีลต้องได้รับการออกแบบโดยคำนึงถึงโพลียูรีเทนเป็นหลัก
วิธีหนึ่งในการประเมินความต้านทานการสึกหรอของโพลียูรีเทนคือการทดสอบการสึกหรอของดรัมมาตรฐาน เช่น ASTM D5963 วิธีนี้มักใช้ในการประเมินยาง แต่ก็สามารถนำไปใช้กับโพลียูรีเทนได้เช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเปรียบเทียบอัตราการสึกหรอ ด้านล่างนี้คือค่าดัชนีการสึกหรอของวัสดุต่างๆ ที่ทดสอบโดย System Seals ในคลีฟแลนด์ โปรดทราบว่า NBR และ HNBR มีค่า ARI ประมาณ 1.5 ในขณะที่โพลียูรีเทนมีค่า ARI อยู่ที่ 4 ถึง 8 ซึ่งถือว่าดีขึ้นถึงหกเท่า
โพลียูรีเทนยังคงรักษาค่า ARI ไว้ได้แม้เวลาผ่านไปและหลังจากสัมผัสกับของเหลวหลายชนิด โดยเฉพาะของเหลวที่มีส่วนประกอบของน้ำมัน วิธีหนึ่งในการประเมินค่านี้คือการนำตัวอย่างการสึกหรอตามมาตรฐาน ASTM D5963 ไปบ่มในของเหลวที่อุณหภูมิ 100°C เป็นเวลา 90 วัน (80°C สำหรับของเหลวที่มีส่วนประกอบของน้ำ) และทำการทดสอบซ้ำทุก 30 วัน ผลลัพธ์โดยทั่วไปจะแสดงด้านล่างนี้ แต่ขอแนะนำให้ตรวจสอบค่า ARI สำหรับของเหลวแต่ละชนิด
รูปที่ 3 การคงอยู่ของ ARI ใน NBR และโพลียูรีเทนที่ทนต่อการไฮโดรไลซิสหลังจากการบ่มในน้ำมันแร่กลั่นที่อุณหภูมิ 100°C
แม้ว่าข้อกำหนดจะระบุความเข้ากันได้กับของเหลวสำเร็จรูป แต่การทดสอบการเร่งอายุ (หรืออายุการใช้งาน) ควรเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพและความเสถียรในระยะยาวของวัสดุที่สัมผัสกับของเหลวเฉพาะนั้นๆ System Seals ทดสอบความเข้ากันได้ของของเหลวเป็นเวลา 90 วัน แทนที่จะเป็นการทดสอบมาตรฐาน 168 ชั่วโมง เนื่องจาก System Seals ตรวจพบการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในคุณสมบัติหลักของวัสดุอย่างสม่ำเสมอหลังจากสัมผัสกับของเหลวเป็นเวลา 168 ชั่วโมง
โพลียูรีเทนที่ปรับแต่งตามความต้องการมีความต้านทานต่อของเหลวที่ดีขึ้นเมื่อเทียบกับ NBR ในน้ำมันหล่อลื่นที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมพลังงานลม ตารางความเข้ากันได้ของน้ำมันหล่อลื่นยอดนิยมเหล่านี้แสดงไว้ด้านล่างนี้
NBR เป็นที่ทราบกันดีว่าไวต่อการสลายด้วยโอโซน (ozonolysis) ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อโมเลกุลโอโซนทำลายพันธะเคมีใน NBR ที่ไม่อิ่มตัว การแตกร้าวจากโอโซนมักเกิดขึ้นเมื่อยางไนไตรล์บิวทาไดอีน (NBR) ถูกทำให้เสียรูปแม้เพียงเล็กน้อย วิธีแก้ปัญหาหนึ่งคือการฉีดขี้ผึ้งเข้าไปใน NBR เพื่อสร้างชั้นป้องกันโอโซนที่ปกป้อง NBR แต่น่าเสียดายที่ขี้ผึ้งไม่สามารถเปลี่ยนพันธะเคมีของ NBR ได้ หาก NBR ถูกสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่ทำให้ขี้ผึ้งหลุดออก ขี้ผึ้งก็จะเสื่อมสภาพอีกครั้ง โพลียูรีเทนชนิดพิเศษบางชนิดที่ใช้ในซีลพลังงานลมมีความทนทานต่อโอโซนตามธรรมชาติ
โมดูลัสความยืดหยุ่น ความแข็งแรง และการยืดตัวของโพลียูรีเทนสูงกว่า NBR ส่วนใหญ่ถึงสองถึงสามเท่า ส่งผลให้ซีลโพลียูรีเทนสามารถทนต่อการเสียรูปทางกลได้ดีกว่าและสามารถรับน้ำหนักทางกลได้สูงกว่า
โดยทั่วไป NBR จะมีโมดูลัสยืดหยุ่น 10-15 MPa และความต้านทานแรงดึง 20 MPa โพลียูรีเทนส่วนใหญ่จะมีโมดูลัสยืดหยุ่น 45-60 MPa และความต้านทานแรงดึง 50-60 MPa ซึ่งหมายความว่าวัสดุนี้มีความแข็งน้อยกว่า NBR ซึ่งหมายถึงการคงรูปที่ดีกว่าและทนต่อแรงกดได้ดีกว่า
ในกังหันลม อุณหภูมิสูงมักไม่เป็นปัญหา อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิต่ำสุดที่ -40°C มักพบได้บ่อย ขึ้นอยู่กับสถานที่และระดับความสูง NBR มาตรฐานมีอุณหภูมิใช้งานต่ำสุดที่ -20°C และการวิเคราะห์เชิงกลพลวัตแสดงให้เห็นว่าโพลียูรีเทนพลังงานลมหลายชนิดไม่ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิที่ต่ำถึง -40°C
โพลียูรีเทนเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับซีลพลังงานลม เนื่องจากมีคุณสมบัติเชิงกลที่เหนือกว่า ทนทานต่อโอโซน อัตราการสึกหรอต่ำกว่า และอุณหภูมิการทำงานต่ำกว่า ด้านล่างนี้คือสองกลุ่มการใช้งานที่โพลียูรีเทนเหมาะสมอย่างยิ่ง ภาพด้านซ้ายแสดงการจำลองการเสียรูปและลักษณะการสัมผัสของซีลตลับลูกปืนโพลียูรีเทน ภาพด้านขวาแสดงซีลหมุนวนของ System Seals ซึ่งเป็นซีลตลับลูกปืนหลักที่สูบน้ำมันหล่อลื่นกลับเข้าไปในถังเก็บอย่างต่อเนื่องขณะที่ตลับลูกปืนหมุน
หากคุณต้องการร่วมสนับสนุน Windpower โปรดติดต่อเราได้ที่: https://www.bdseals.com หรือ www.bodiseals.com NINGBO BODI SEALS CO.,LTD ผลิตซีลยางคุณภาพสูงหลากหลายชนิดโอริง ,ปะเก็น .
เวลาโพสต์: 24 ธันวาคม 2566