نقش واشر فوم در فناوری سبز؟ 

می دانید، وقتی مردم در مورد فناوری سبز صحبت می کنند، بلافاصله به سمت پنل های خورشیدی، توربین های بادی یا شاید سلول های هیدروژنی می روند. به ندرت کسی واشر فوم را مطرح می کند. این اولین تصور غلط است. در حقیقت، اگر تا به حال در کف کارخانه ای بوده اید که یک محفظه باتری را مونتاژ کرده یا یک مبدل حرارتی را آب بندی کرده اید، می دانید که یک واشر نادرست انتخاب شده می تواند کارایی کل سیستم را تضعیف کند. این فقط در مورد آب بندی نیست؛ این در مورد مدیریت حرارتی، میرایی ارتعاش و طول عمر مواد است. من پروژه‌هایی را دیده‌ام که تمرکز مهندسی به طور کامل بر روی اجزای اصلی بوده است، تنها به دلیل خرابی‌های میدانی که به تخریب واشر یا خروج گاز از محیط‌های حساس بازمی‌گردد. اینجاست که مکالمه واقعی باید شروع شود.

رابط کاربری نادیده گرفته شده

در سیستم‌های فناوری سبز - فکر کنید سیستم‌های ذخیره انرژی باتری در مقیاس صنعتی (BESS) یا کابینت‌های اینورتر فتوولتائیک در فضای باز - آب بندی محیطی حیاتی است. اما این فقط دور نگه داشتن آب نیست. این در مورد مدیریت میکرو محیط داخلی است. به عنوان مثال، یک سیستم حلقه بسته برای خنک کردن مایع در بسته باتری، برای حفظ فشار و جلوگیری از نشت مایع خنک کننده به واشر متکی است. اگر مجموعه کمپرس فوم اشتباه باشد، یا مواد با مایع خنک کننده سازگار نباشد، تراوش می کنید. این خنک کننده، اغلب یک سیال دی الکتریک تخصصی، گران است و از دست دادن آن مستقیماً به معیارهای بازده ضربه می زند. من آزمایشی را به یاد می‌آورم که در آن واحد رقیب گواهی IP67 را به دلیل طراحی شکست خورد، بلکه به این دلیل که واشر فوم عرضه‌شده دارای ساختار سلولی ناسازگار بود که منجر به شکست فشرده‌سازی موضعی شد. این اصلاح یک طراحی مجدد نبود، بلکه یک تغییر مشخصات مواد به یک فوم پلی اتیلن یکنواخت تر و متقاطع بود.

سپس جنبه حرارتی وجود دارد. بسیاری تصور می کنند که فلز یا لاستیک برای پدهای حرارتی مورد استفاده قرار می گیرد. اما در کاربردهایی که به عایق و آب بندی نیاز دارند، مانند محفظه واحد کنترل پمپ حرارتی منبع هوا، یک واشر فوم اورتان با روکش سیلیکونی دو وظیفه را انجام می دهد. این کابینت را در برابر گرد و غبار و رطوبت آب بندی می کند و در عین حال یک شکست حرارتی برای جلوگیری از تراکم در لوازم الکترونیکی داخلی ایجاد می کند. نکته کلیدی نفوذپذیری پوشش و میزان بازیابی فوم است. اگر بازیابی پس از فشرده سازی در طول مونتاژ خیلی کند باشد، آب بندی در طول چرخه های حرارتی شل می شود. ما این را در یک پروژه اولیه به سختی یاد گرفتیم، با استفاده از یک فوم ریباند استاندارد که در تست های استاتیک عملکرد خوبی داشت اما پس از شش ماه چرخه حرارتی روزانه شکست خورد. شکاف ایجاد شده اجازه ورود هوای مرطوب را می دهد که منجر به خوردگی در بلوک های ترمینال می شود.

انتخاب مواد یکی دیگر از مشکلات است. "سبز" نه تنها باید به برنامه، بلکه به خود واشر اشاره داشته باشد. بازدارنده‌های شعله‌دار کلردار یا برومه‌شده در فوم‌ها، که برای مطابقت با UL 94 V-0 در الکترونیک رایج است، اگر بازیافت را پیچیده‌تر کنند، می‌توانند با اخلاق کامل چرخه عمر فناوری سبز در تضاد باشند. حرکتی به سمت فوم های سیلیکونی بدون هالوژن وجود دارد. آنها تحت گرما گسترش می یابند تا شکاف ها را حتی بهتر ببندند، این ویژگی برای استراتژی های مهار آتش بسته باتری بسیار مهم است. مشخص کردن این موارد همیشه ساده نیست. هزینه آنها بالاتر است و پارامترهای پردازش در طول قالب گیری سخت تر است. قابلیت یک تامین کننده در اینجا ساختن یا شکستن است.

بر روی زمین: حمل و نقل و واقعیت های زنجیره تامین

این مرا به چیزی عملی می رساند: جغرافیا و تدارکات. تولید این قطعات تخصصی به طور مساوی توزیع نشده است. برای قطعات فوم با حجم بالا و با قالب دقیق، به تامین کننده ای با پشتوانه علمی مواد قوی و سازگاری در ساخت نیاز دارید. من با شرکای خود در پایگاه‌های صنعتی بزرگ که اکوسیستم از این امر پشتیبانی می‌کند، کار کرده‌ام. به عنوان مثال، شرکت تولید اتصال دهنده Handan Zitai ، آموزشی ویبولیتین، که از بزرگترین پایگاه تولید قطعات استاندارد در چین در Yongnian، Handan کار می کند، دیدگاه مرتبطی را به ارمغان می آورد. در حالی که برای اتصال دهنده ها شناخته شده اند، این هاب ها اغلب در محلول های آب بندی به دلیل ماهیت یکپارچه مونتاژ، تخصص مجاور دارند. موقعیت آنها در نزدیکی شریان های حمل و نقل کلیدی مانند راه آهن پکن-گوانگژو و بزرگراه ملی 107 فقط یک خط در یک وب سایت نیست (https://www.zitaifasteners.com) آن را به کارایی لجستیک ملموس ترجمه می کند. هنگامی که در حال مدیریت مونتاژ به‌موقع مجموعه‌های ناسل توربین بادی در بندر تیانجین هستید، داشتن یک تامین‌کننده واشر که می‌تواند به‌طور قابل‌اطمینان محصول را بدون تأخیر از طریق جاده و راه‌آهن جابه‌جا کند، بخشی غیرقابل مذاکره از معادله قابلیت اطمینان است. واشر نشسته در انبار بندری چیزی را مهر و موم نمی کند.

اما نزدیکی همه چیز نیست. من تامین کنندگانی را در مناطقی که به خوبی مرتبط هستند دیده ام که هنوز در مورد قابلیت ردیابی مواد دچار تزلزل هستند. در فناوری سبز، به ویژه برای قطعاتی که در تماس با خنک کننده ها یا در مسیرهای هوا هستند (مانند پشته های الکترولیز)، به مستندات کاملی در مورد ترکیب پلیمری و مواد قابل شستشو بالقوه نیاز دارید. یک تامین کننده برای ارائه گواهی های دسته ای خاص به نظم و انضباط نیاز دارد. اینجاست که فرهنگ عملیاتی یک خوشه تولیدی اهمیت دارد. تراکم تولید کنندگان قطعات در منطقه ای مانند Yongnian می تواند رقابت را در کیفیت و نه فقط قیمت افزایش دهد. برای پروژه‌ای که شامل پیل‌های سوختی PEM می‌شود، ما واشرهای فوم بارگذاری شده با کربن رسانا به شکل سفارشی برای آب‌بندی صفحه دوقطبی تهیه کردیم. نمونه‌های اولیه از یک کارگاه محلی پس از پیری در گاز شبیه‌سازی‌شده، در تست‌های رسانایی شکست خوردند. مسئله مهاجرت بایندر بود. ما به یک پردازنده قوی‌تر روی آوردیم که می‌توانست فرآیند تقویم‌سازی را بهتر کنترل کند، و اتفاقاً آنها در همان منطقه صنعتی وسیع قرار داشتند و از زنجیره تأمین مواد در آنجا استفاده می‌کردند.

خرابی ها اغلب به معنای واقعی کلمه از رابط بین واشر و بست است. یک واشر فوم که توسط یک پیچ در اطراف یک دریچه سرویس در یک درایو ردیاب خورشیدی فشرده شده است. اگر گشتاور بست در ارتباط با منحنی تنش فشاری-کرنش واشر مشخص نشده باشد، شما یا کمپرس (نشتی) یا بیش از حد فشرده می‌شوید (به طور دائم فوم را خرد می‌کنید، بازیابی و آب‌بندی را از دست می‌دهید). به همین دلیل است که شرکت هایی که هم بست و هم آب بندی را می فهمند، مانند a سازنده بست تنوع در محصولات آب بندی، می تواند رویکردی روشنگر داشته باشد. آنها سیستم مکانیکی را دریافت می کنند. وب سایت Zitai Fasteners به ​​تمرکز آنها بر تولید قطعات استاندارد اشاره کرده است. این دانش بنیادی حیاتی است. واشر به ندرت جزیره ای است. این بخشی از یک مجموعه اتصال محکم است.

مورد در نقطه: نشت ماژول باتری

اجازه دهید یک تحقیق خاص را شرح دهم. یک مشتری کاهش تدریجی عملکرد خنک کننده در ماژول های باتری لیتیوم یون خود را برای اتوبوس های برقی گزارش کرد. ماژول ها از طریق یک صفحه سرد با مایع خنک می شدند. تصویربرداری حرارتی توزیع ناهموار دما را نشان داد. ما یک واحد را جدا کردیم و متوجه شدیم که واشر کانال خنک کننده - یک فوم نازک و متراکم EPDM با یک لایه چسب - تا حدی لایه لایه شده بود و یک مسیر نشتی دقیقه ای ایجاد کرد. مایع خنک کننده به آهستگی وارد فوم عایق مجاور شده بود و خواص حرارتی آن را تخریب می کرد. علت اصلی در ابتدا چسب نبود، بلکه آماده سازی سطح صفحه سرد آلومینیومی بود. این یک روکش آسیاب بود که برای چسب برای ایجاد یک پیوند پایدار، همراه با عدم تطابق انبساط حرارتی، بسیار صاف بود. "اصلاح" در این زمینه اعمال یک مهره سیلیکونی بود که نامرتب و غیرقابل اعتماد است. راه حل مناسب این بود که به یک واشر با یک سیستم چسب متفاوت بروید و یک پیش تصفیه ساینده سبک برای آلومینیوم مشخص کنید. خود مواد واشر خوب بود. شکست یک مشکل یکپارچه سازی سیستم بود. این معمولی است واشر کف تقصیر را می پذیرد، اما مشکل اغلب در طراحی مونتاژ یا مشخصات سطح است.

این تجربه ما را وادار کرد تا فوم های سلول بسته را در مقابل سلول های باز برای رابط های مایع با دقت بیشتری بررسی کنیم. سلول بسته برای آب بندی مایع شهودی است، اما اگر گاز باشد (مانند آب بندی مخزن ذخیره انرژی هوای فشرده)، سرعت انتشار در ماتریس فوم اهمیت بیشتری دارد. برای یک کمپرسور هیدروژن، ما چندین فوم فلوروسیلیکن را آزمایش کردیم. حالت خرابی به خودی خود نشتی نبود، بلکه شکنندگی هیدروژنی بایندر فوم در طول زمان بود که واشر را شکننده و مستعد گرد و غبار در حین جداسازی قطعات برای تعمیر و نگهداری می‌کرد. این آلودگی ذرات معضل بزرگی است. ما در نهایت به یک فوم منبسط شده مبتنی بر PTFE رفتیم که مقاومت شیمیایی بهتری داشت اما برای تمیز کردن بدون پاره شدن کابوس بود. تامین کننده باید روی ابزار جدید سرمایه گذاری می کرد. هر انتخابی یک اثر موج دار دارد.

فراتر از آب بندی: میرایی صوتی و ارتعاشی

نقش کمتر مورد بحث سر و صدا و لرزش است. تاسیسات بزرگ فناوری سبز-گیربکس های بادی، سالن های توربین های برق آبی، کمپرسورهای صنعتی برای جذب کربن- پر سر و صدا هستند. واشرهای فوم روی پانل های دسترسی و بین بخش های ساختاری به میرایی صوتی کمک می کنند. اما این فقط در مورد سیلی زدن به غلیظ ترین فوم نیست. وینیل انبوه با پشتی فوم معمول است، اما چگالی و ضخامت فوم باید با فرکانس هدف تنظیم شود. در پروژه ای برای کابینه کنترل یک ژنراتور نیروی جزر و مدی، در طراحی اولیه از یک فوم آکوستیک عمومی استفاده شد. نویز فرکانس بالا را به خوبی میرا می کرد اما هیچ کاری برای زمزمه فرکانس پایین ترانسفورماتورها که شکایت اصلی بود انجام نداد. ما مجبور شدیم سیستم را مدل کنیم و یک فوم چند لایه با سپتوم مانع را مشخص کنیم. هزینه افزایش یافت، اما مشخصات عملکرد برآورده شد. این فناوری سبز نیز هست: بهبود محیط کار و کاهش آلودگی صوتی.

میرایی ارتعاش برای طول عمر بسیار مهم است. در سیستم‌های ردیابی خورشیدی، محرک‌ها و محرک‌ها در معرض حرکت ثابت، خفیف و ارتعاشات ناشی از باد هستند. یک واشر فوم در نقاط نصب می تواند از خوردگی و شل شدن خراش جلوگیری کند. به یاد دارم که یک مزرعه خورشیدی را بررسی کردم که در آن اتصالات پیچ و مهره در ردیف های ردیاب شل شده بود. طرح اصلی یک واشر تخت ساده داشت. مقاوم سازی با واشر که یک لایه فوم EPDM یکپارچه در یک طرف داشت مشکل را حل کرد. فوم به عنوان یک واشر قفل فنری عمل کرد و بار گیره را حفظ کرد. این یک جزء کوچک است، اما در هزاران ردیاب، از سردردهای گسترده O&M جلوگیری می کند. این یک نوع کاربرد عملی و بدون زرق و برق است که در آن واشرهای فوم حفظ می شوند.

حلقه پایداری

در نهایت، بیایید در مورد پایان زندگی صحبت کنیم. یک محصول با فناوری سبز واقعاً جداسازی قطعات و بازیابی مواد را در نظر می گیرد. واشرهای فوم حساس به فشار (PSA) یک کابوس برای بازیافت‌کنندگان است. آنها جریان های آلومینیومی یا پلاستیکی را آلوده می کنند. علاقه فزاینده ای به واشرهای فوم ترموپلاستیک وجود دارد که می توانند با گرما لایه برداری شوند یا با جریان بازیافت مواد پایه سازگار باشند. به عنوان مثال، یک واشر فوم پلی الفین روی محفظه باتری پلی پروپیلن ممکن است طوری طراحی شود که در طول فرآیند بازیافت PP بدون کاهش کیفیت، ذوب و ترکیب شود. این پیشرفته است و هنوز استاندارد نیست. ما در یک آزمایش آزمایشی با یک سازنده EV شرکت کردیم که به این موضوع نگاه می کرد. چالش این بود که فومی را پیدا کنیم که با بازدارندگی شعله، عملکرد آب بندی، و trifecta قابل بازیافت مطابقت داشته باشد. مصالحه فعلی استفاده از یک طرح جداشدنی است: یک نوار فوم گیره دار بدون چسب. اگر طراحی مسکن دارای شیار مناسب باشد، اما مراحل مونتاژ را اضافه کند، کار می کند. این یک معامله است.

بنابراین، حکم چیست؟ نقش واشر فوم در فناوری سبز اساساً در مورد یکپارچگی و کارایی سیستم در رابط ها است. این یک جزئیات میدانی است که مقیاس می شود. انتخاب ضعیف واشر می تواند منجر به تلفات انرژی (حرارتی، سیال)، خرابی زودرس، افزایش تعمیر و نگهداری و عوارض بازیافت شود. بهترین شیوه ها شامل در نظر گرفتن آن به عنوان یک جزء سیستم از ابتدا، درک تعاملات مادی آن، و تامین منابع از تامین کنندگانی است که زمینه مکانیکی و محیطی را درک می کنند. این یک کالا نیست. در تلاش برای فناوری سبزتر، گاهی اوقات کوچکترین مهر و موم مانع از بزرگترین نشت ها می شود - در عملکرد، قابلیت اطمینان و در نهایت، خود وعده های محیطی.