De statische afdichting voor systemen en hun werkelijke leeftijd
- Details
- Hits: 5070
Een statische afdichting voor grote fabrieken in de industrie of Energietechnik moeten vaak ruim twintig jaar meegaan. Eerder gebruikte rekenhulpmiddelen betekenden dat de componenten vaak groter waren dan nodig was. Freudenberg Sealing Technologies heeft nu een methode ontwikkeld die rekening houdt met materiaalveranderingen op moleculair niveau. Dit verhoogt de betrouwbaarheid met minder materiaal.
Statische afdichtingen moeten in de installatietechniek een zeer lange levensduur hebben. Moet een ankerplaats van de toren worden verzegeld Wind Turbine Om deze te beschermen tegen het binnendringen van zout water op volle zee, moet de afdichting meer dan twintig jaar goed functioneren. De levensduur van een zegel wordt enerzijds beperkt door uitharding of uitrekking, d.w.z. lichamelijke ontspanning. Aan de andere kant verliest het materiaal na verloop van tijd zijn elasticiteit door chemische veranderingen.
Onder invloed van zuurstof uit de lucht of ozon kan de Veroudering van zeehonden twee effecten. De polymeerketens en polymeernetwerken breken onder mechanische spanning en oxidatieprocessen creëren extra zuurstofbruggen in het netwerk. Beide effecten zijn van invloed op afdichtingrelevante eigenschappen zoals contactdrukken van de afdichtingsvlakken, stijfheid of het vermogen om na vervorming (vervormingsresidu) de oorspronkelijke contour terug te krijgen.
Opslagtests met de Arrhenius-methode
In de regel bepalen ingenieurs of een materiaal voldoet aan de vereisten voor een specifieke toepassing met behulp van zogenaamde opslagtests. Een testmonster wordt gedurende langere tijd, meestal 1000 uur, blootgesteld aan temperaturen van aanzienlijk meer dan 100 ° C.
Om temperatuurafhankelijke veroudering te voorspellen, hebben ingenieurs tot nu toe de gemeten waarden geëxtrapoleerd met behulp van een methode die is gebaseerd op Svante augustus Arrhenius, een Zweedse chemicus en Nobelprijswinnaar. De vuistregel hiervoor is: Een temperatuurstijging met 10 ° C leidt tot een verdubbeling van de reactiesnelheid. Hierdoor kunnen versnelde verouderingstesten bij verhoogde temperaturen worden uitgevoerd.
Deze methode werkt betrouwbaar als wordt uitgegaan van de juiste testparameters. Als dit niet het geval is, kan de levensverwachting erg verkeerd zijn. De prognose kan alleen worden gecontroleerd door middel van metingen. Geen bevredigende procedure - vooral niet als het gaat om zeer lange testtijden. Het was daarom absoluut noodzakelijk om de methodologie te verbeteren.
Verbeter het levensduurmodel
De FST-experts streefden twee belangrijke uitgangspunten na: Ten eerste verbeterden ze het levensduurmodel aanzienlijk door gebruik te maken van de Zuurstofaanval bracht het elastomeer in verband met het structurele mechanische gedrag van het materiaal en stelde een chemische oxidatievergelijking op. Het model werd numeriek efficiënt geïmplementeerd en geïmplementeerd in een commercieel eindige elementenprogramma (FEM) om elke geometrie te kunnen berekenen. De FEM kan nu lokale oxidatieprocessen en hun effect op het mechanische materiaalgedrag berekenen.
Centraal Freudenberg-onderzoek aan boord
Tegelijkertijd wilden de ingenieurs de meetmethoden waarmee de parameters voor het materiaalmodel worden bepaald verder ontwikkelen. Dit zou bijvoorbeeld de hoeveelheid statische afdichtingen die tijdens het verouderingsproces wordt gebruikt, moeten verminderen Hoeveelheid zuurstof laten we bepalen. De omvang van de chemische aanval kan worden geschat op basis van de hoeveelheid zuurstof. "Dankzij de verbetering van de meetmethoden, het materiaalmodel en de toepasbaarheid op driedimensionale componenten, een nauwkeurige procedure voor de voorspellingsresultaten van de levensduur", legt Dr. Boris Traber, verantwoordelijk voor wereldwijde geavanceerde materiaalontwikkeling bij FST.
Het proces, dat samen met de centrale onderzoeksafdeling Freudenberg Technology Innovation werd ontwikkeld, werd eerst geverifieerd op materiaalmonsters met verschillende diameters. Het wordt nu gebruikt in eerste toepassingen bij de bouw van offshore windturbines.
Traber ziet dit alleen als Begin van een nieuw simulatietijdperk voor afdichtingstechniek: "In de toekomst zullen we onze klanten in de installatiebouw een betrouwbare houdbaarheidsdatum kunnen geven, zelfs over zeer lange perioden." Een bibliotheek met de modellen voor verschillende componentgeometrieën en Materieel is momenteel in aanbouw. Tegelijkertijd wordt de simulatie uitgebreid zodat ook toepassingsspecifieke cycli met wisselende temperaturen en mechanische belastingen kunnen worden berekend.
Misschien ben je ook geïnteresseerd in...
