Meskipun karet nitril butadiena (NBR) telah menjadi material seal turbin angin yang dominan selama beberapa dekade, kemajuan dalam formulasi, pemrosesan, dan desain seal poliuretan dengan cepat mengikis posisi NBR di industri ini. Ternyata, sifat-sifat yang paling bermanfaat meliputi ketahanan aus, kompatibilitas fluida, ketahanan ozon, kekuatan mekanis, dan kemampuan untuk mempertahankan semua sifat ini pada suhu rendah.
Poliuretan telah menjadi material ideal untuk menyegel bantalan utama/generator, bantalan longitudinal dan transversal. Namun, sekadar mengganti material pada struktur yang sudah ada seringkali tidak cukup. Seal harus dirancang dengan mempertimbangkan poliuretan.
Salah satu cara untuk mengevaluasi ketahanan aus poliuretan adalah melalui uji keausan drum standar seperti ASTM D5963. Metode ini biasanya digunakan untuk mengevaluasi karet, tetapi juga berlaku untuk poliuretan, terutama saat membandingkan tingkat keausan. Berikut adalah nilai indeks keausan untuk berbagai material yang diuji oleh System Seals di Cleveland. Perlu diketahui bahwa NBR dan HNBR memiliki ARI sekitar 1,5, sementara poliuretan memiliki ARI 4 hingga 8. Ini merupakan peningkatan hingga enam kali lipat.
Poliuretana mempertahankan nilai ARI-nya seiring waktu dan setelah terpapar berbagai cairan, terutama cairan berbasis minyak. Salah satu cara untuk menentukannya adalah dengan merendam sampel aus ASTM D5963 dalam cairan pada suhu 100°C selama 90 hari (80°C untuk cairan berbasis air) dan mengulangi pengujian setiap 30 hari. Berikut adalah hasil tipikal, tetapi konfirmasi disarankan untuk setiap cairan.
Gambar 3. Retensi ARI dalam NBR dan poliuretan tahan hidrolisis setelah penuaan dalam minyak mineral suling pada suhu 100°C.
Meskipun spesifikasi menunjukkan kompatibilitas dengan fluida jadi, pengujian penuaan dipercepat (atau masa pakai) akan menentukan kinerja dan stabilitas jangka panjang material yang terpapar fluida tertentu. System Seals menguji kompatibilitas fluida selama 90 hari, alih-alih uji standar 168 jam, karena System Seals secara konsisten mendeteksi perubahan signifikan pada sifat-sifat material utama setelah 168 jam terpapar fluida.
Poliuretan yang dikustomisasi menunjukkan ketahanan fluida yang lebih baik dibandingkan dengan NBR pada pelumas yang paling umum digunakan di industri energi angin. Berikut tabel kompatibilitas untuk pelumas populer ini.
NBR diketahui rentan terhadap ozonolisis, yaitu ketika molekul ozon memutus ikatan kimia pada NBR tak jenuh. Retakan ozon sering terjadi ketika karet nitril butadiena (NBR) mengalami deformasi sekecil apa pun. Salah satu solusinya adalah menyuntikkan lilin ke dalam NBR, yang menciptakan penghalang anti-ozon yang melindungi NBR. Sayangnya, lilin tidak mengubah ikatan kimia NBR. Jika NBR terpapar kondisi lingkungan yang menghilangkan lilin, ia akan kembali rentan terhadap degradasi. Beberapa poliuretan khusus yang digunakan dalam segel energi angin secara alami tahan ozon.
Modulus elastisitas, kekuatan, dan perpanjangan poliuretan dua hingga tiga kali lebih tinggi daripada kebanyakan NBR. Akibatnya, segel poliuretan mampu menahan deformasi mekanis yang lebih besar dan beban mekanis yang lebih tinggi.
NBR pada umumnya memiliki modulus elastisitas 10-15 MPa dan kekuatan tarik 20 MPa. Kebanyakan poliuretan memiliki modulus elastisitas 45-60 MPa dan kekuatan tarik 50-60 MPa. Ini berarti material ini kurang keras dibandingkan NBR, sehingga retensi bentuknya lebih baik dan ketahanannya terhadap beban tekanan lebih besar.
Pada turbin angin, suhu tinggi biasanya tidak menjadi masalah. Namun, tergantung lokasi dan ketinggian, suhu minimum -40°C bukanlah hal yang jarang terjadi. NBR standar memiliki suhu operasi minimum -20°C, dan analisis mekanis dinamis menunjukkan bahwa banyak poliuretan energi angin tidak terpengaruh oleh suhu hingga -40°C.
Poliuretana merupakan pilihan alami untuk seal tenaga angin karena sifat mekanisnya yang unggul, ketahanan ozon yang lebih baik, tingkat keausan yang lebih rendah, dan suhu operasi yang lebih rendah. Berikut ini adalah dua keluarga aplikasi yang cocok untuk poliuretana. Gambar di sebelah kiri menunjukkan simulasi deformasi dan karakteristik kontak seal bantalan poliuretana. Gambar di sebelah kanan menunjukkan seal pusaran System Seals, seal bantalan utama yang terus-menerus memompa pelumas kembali ke dalam reservoir saat bantalan berputar.
Jika Anda ingin berkontribusi pada Windpower, silakan hubungi kami: https://www.bdseals.com atau www.bodiseals.com. NINGBO BODI SEALS CO.,LTD memproduksi berbagai macam segel karet berkualitas tinggi.,cincin ,Gasket .
Waktu posting: 24-Des-2023