हालाँकि नाइट्राइल ब्यूटाडाइन रबर (NBR) दशकों से पवन टरबाइन सील की प्रमुख सामग्री रही है, पॉलीयूरेथेन सील निर्माण, प्रसंस्करण और डिज़ाइन में प्रगति उद्योग में NBR की स्थिति को तेज़ी से कम कर रही है। यह पता चला है कि इसके सबसे उपयोगी गुणों में घिसाव प्रतिरोध, द्रव अनुकूलता, ओज़ोन प्रतिरोध, यांत्रिक शक्ति और कम तापमान पर इन सभी गुणों को बनाए रखने की क्षमता शामिल है।
पॉलीयूरेथेन मुख्य बियरिंग/जनरेटर, अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ बियरिंगों को सील करने के लिए एक आदर्श सामग्री बन गई है। हालाँकि, मौजूदा संरचना में केवल सामग्री बदलना अक्सर पर्याप्त नहीं होता है। सील को पॉलीयूरेथेन को ध्यान में रखकर डिज़ाइन किया जाना चाहिए।
पॉलीयूरेथेन के घिसाव प्रतिरोध का आकलन करने का एक तरीका ASTM D5963 जैसे मानकीकृत ड्रम घिसाव परीक्षण के माध्यम से है। इस विधि का उपयोग आमतौर पर रबर के मूल्यांकन के लिए किया जाता है, लेकिन यह पॉलीयूरेथेन पर भी लागू होता है, खासकर घिसाव दरों की तुलना करते समय। नीचे क्लीवलैंड स्थित सिस्टम सील्स द्वारा परीक्षण किए गए विभिन्न सामग्रियों के घिसाव सूचकांक मान दिए गए हैं। ध्यान दें कि NBR और HNBR का ARI लगभग 1.5 है, जबकि पॉलीयूरेथेन का ARI 4 से 8 है। यह छह गुना तक का सुधार है।
पॉलीयूरेथेन समय के साथ और विभिन्न तरल पदार्थों, विशेष रूप से तेल-आधारित तरल पदार्थों के संपर्क में आने के बाद भी अपने ARI मानों को बनाए रखता है। इसे निर्धारित करने का एक तरीका ASTM D5963 के अनुसार घिसे हुए नमूनों को 90 दिनों तक 100°C (जल-आधारित तरल पदार्थों के लिए 80°C) पर तरल पदार्थों में रखना और हर 30 दिनों में परीक्षण दोहराना है। नीचे सामान्य परिणाम दिए गए हैं, लेकिन प्रत्येक तरल पदार्थ के लिए पुष्टिकरण की अनुशंसा की जाती है।
चित्र 3. 100°C पर आसुत खनिज तेल में आयुवृद्धि के बाद NBR और हाइड्रोलिसिस-प्रतिरोधी पॉलीयूरेथेन में ARI का प्रतिधारण।
यद्यपि विनिर्देश तैयार तरल पदार्थों के साथ संगतता दर्शाते हैं, त्वरित आयु परीक्षण (या सेवा के वर्ष) से विशिष्ट तरल पदार्थों के संपर्क में आने वाली सामग्रियों के दीर्घकालिक प्रदर्शन और स्थिरता का निर्धारण होना चाहिए। सिस्टम सील्स मानक 168 घंटे के परीक्षण के बजाय 90 दिनों तक तरल पदार्थ की संगतता का परीक्षण करता है क्योंकि सिस्टम सील्स 168 घंटे के तरल पदार्थ के संपर्क में रहने के बाद भी प्रमुख सामग्री गुणों में महत्वपूर्ण परिवर्तनों का लगातार पता लगाता है।
पवन ऊर्जा उद्योग में सबसे आम स्नेहकों में, अनुकूलित पॉलीयूरेथेन, एनबीआर की तुलना में बेहतर द्रव प्रतिरोध प्रदर्शित करता है। नीचे इन लोकप्रिय स्नेहकों की संगतता तालिका दी गई है।
एनबीआर ओज़ोनोलिसिस के प्रति संवेदनशील माना जाता है, जो तब होता है जब ओज़ोन अणु असंतृप्त एनबीआर में रासायनिक बंधों को तोड़ देते हैं। नाइट्राइल ब्यूटाडाइन रबर (एनबीआर) में थोड़ी सी भी विकृति आने पर ओज़ोन क्रैकिंग आम है। एक उपाय एनबीआर में मोम डालना है, जिससे एक ओज़ोन-रोधी अवरोध बनता है जो एनबीआर की रक्षा करता है। दुर्भाग्य से, मोम एनबीआर के रासायनिक बंध को नहीं बदलता। यदि एनबीआर को मोम हटाने वाली पर्यावरणीय परिस्थितियों के संपर्क में लाया जाता है, तो यह फिर से क्षरण के लिए अतिसंवेदनशील हो जाता है। पवन ऊर्जा सील में प्रयुक्त कुछ विशेष पॉलीयूरेथेन प्राकृतिक रूप से ओज़ोन प्रतिरोधी होते हैं।
पॉलीयूरेथेन का प्रत्यास्थता मापांक, शक्ति और दीर्घीकरण अधिकांश एनबीआर की तुलना में दो से तीन गुना अधिक होता है। परिणामस्वरूप, पॉलीयूरेथेन सील अधिक यांत्रिक विकृतियों और उच्च यांत्रिक भार को झेलने में सक्षम होते हैं।
एक विशिष्ट एनबीआर का प्रत्यास्थ मापांक 10-15 एमपीए और तन्य शक्ति 20 एमपीए होती है। अधिकांश पॉलीयूरेथेन का प्रत्यास्थ मापांक 45-60 एमपीए और तन्य शक्ति 50-60 एमपीए होती है। इसका अर्थ है कि यह पदार्थ एनबीआर की तुलना में कम कठोर होता है, जिसका अर्थ है बेहतर आकार धारण क्षमता और दबाव भार के प्रति अधिक प्रतिरोध।
पवन टर्बाइनों में, उच्च तापमान आमतौर पर कोई समस्या नहीं होती। हालाँकि, स्थान और ऊँचाई के आधार पर, -40°C का न्यूनतम तापमान असामान्य नहीं है। मानक NBR का न्यूनतम परिचालन तापमान -20°C होता है, और गतिशील यांत्रिक विश्लेषण से पता चला है कि कई पवन ऊर्जा पॉलीयूरेथेन -40°C तक के तापमान से अप्रभावित रहते हैं।
पॉलीयूरेथेन अपने उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों, बेहतर ओज़ोन प्रतिरोध, कम घिसाव दर और कम परिचालन तापमान के कारण पवन ऊर्जा सील के लिए एक स्वाभाविक विकल्प है। नीचे दो प्रकार के अनुप्रयोग दिए गए हैं जिनके लिए पॉलीयूरेथेन उपयुक्त है। बाईं ओर की छवि एक पॉलीयूरेथेन बेयरिंग सील के नकली विरूपण और संपर्क विशेषताओं को दर्शाती है। दाईं ओर की छवि सिस्टम सील्स स्वर्ल सील को दर्शाती है, जो एक मुख्य बेयरिंग सील है जो बेयरिंग के घूमने पर लगातार स्नेहक को जलाशय में वापस पंप करती है।
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पोस्ट करने का समय: 24-दिसंबर-2023