Den statiska tätningen för system och deras faktiska ålder
- Detaljer
- Träffar: 5018
En statisk tätning för stora anläggningar i industrin eller Energietechnik måste ofta vara bra i tjugo år. Tidigare använda beräkningsverktyg innebar att komponenterna ofta var större än vad som var nödvändigt. Freudenberg Sealing Technologies har nu utvecklat en metod som tar hänsyn till materiella förändringar på molekylär nivå. Detta ökar tillförlitligheten med mindre material.
Statiska tätningar måste ha en mycket lång livslängd inom anläggningsteknik. Skulle en förankring av tornet förseglas Wind Turbine Om detta ska skyddas mot saltvattenintag på öppet hav måste tätningen fungera ordentligt i mer än tjugo år. Tätningens livslängd är å ena sidan begränsad av härdning eller sträckning, dvs. fysisk avkoppling. Å andra sidan förlorar materialet sin elasticitet över tiden på grund av kemiska förändringar.
Under påverkan av atmosfäriskt syre eller ozon, kan Åldring av tätningar två effekter. Polymerkedjorna och polymernätverk bryts upp under mekanisk stress och oxidationsprocesser skapar ytterligare syrebryggor i nätverket. Båda effekterna påverkar tätningsrelevanta egenskaper som tätningens kontakttryck, styvhet eller förmågan att återfå den ursprungliga konturen efter deformation (återstående deformation).
Lagringstester med Arrhenius-metoden
Som regel bestämmer ingenjörer om ett material uppfyller kraven för en specifik applikation med så kallade lagringstester. Ett testprov utsätts för temperaturer på betydligt mer än 1000 ° C under en längre tidsperiod, vanligtvis 100 timmar.
För att förutsäga temperaturberoende åldrande har ingenjörer hittills extrapolerat de uppmätta värdena med en metod som baseras på Svante August Arrhenius, en svensk kemist och nobelprisvinnare. Tumregeln för dessa är: En temperaturökning med 10 ° C leder till en fördubbling av reaktionshastigheten. Detta gör att accelererade åldringstester kan utföras vid förhöjda temperaturer.
Denna metod fungerar tillförlitligt om korrekta testparametrar antas. Om detta inte är fallet kan livstidsprognosen vara väldigt fel. Prognosen kan endast kontrolleras genom mätningar. Inte ett tillfredsställande förfarande - speciellt när man talar om mycket långa testtider. Det var därför absolut nödvändigt att förbättra metoden.
Förbättra livsmodellen
FST-experterna förföljde två huvudutgångspunkter: För det första förbättrade de livslängdsmodellen avsevärt genom att använda Syreattack relaterade elastomeren till materialets strukturella mekaniska beteende och ställde upp en kemisk oxidationsekvation. Modellen implementerades numeriskt effektivt och implementerades i ett kommersiellt finit element-program (FEM) för att kunna beräkna vilken geometri som helst. FEM kan nu beräkna lokala oxidationsprocesser och deras inverkan på det mekaniska materialbeteendet.
Central Freudenberg forskning ombord
Samtidigt ville ingenjörerna vidareutveckla de mätmetoder med vilka parametrarna för materialmodellen bestäms. Detta är tänkt att till exempel minska mängden statiska tätningar som används under åldringsprocessen Mängd syre låt bestämma. Omfattningen av den kemiska attacken kan uppskattas baserat på mängden syre. "Tack vare förbättringen av mätmetoderna, materialmodellen och användbarheten för tredimensionella komponenter, ett exakt förfarande för livslängdsprognosresultaten", förklarar Dr. Boris Traber, ansvarig för global avancerad materialutveckling vid FST.
Processen, som utvecklades tillsammans med den centrala forskningsavdelningen Freudenberg Technology Innovation, kontrollerades först på materialprover med olika diametrar. Det används nu i initiala applikationer vid konstruktion av vindkraftverk till havs.
Traber ser bara detta som Början på en ny simuleringstid för tätningsteknik: "I framtiden kommer vi att kunna ge våra kunder inom anläggningsteknik ett tillförlitligt bästa före-datum, även under mycket långa tidsperioder." Ett bibliotek med modeller för olika komponentgeometrier och Material är för närvarande under uppbyggnad. Samtidigt utvidgas simuleringen så att applikationsspecifika cykler med förändrade temperaturer och mekaniska belastningar också kan beräknas.
Du kanske också är intresserad av...
