Hlutverk froðuþéttingar í grænni tækni? 

Þú veist, þegar fólk talar um græna tækni, hoppar það strax í sólarrafhlöður, vindmyllur eða kannski vetnisfrumur. Sjaldan kemur einhver með froðuþéttingar. Það er fyrsti misskilningurinn. Í raun og veru, ef þú hefur einhvern tíma verið á verksmiðjugólfi að setja saman rafhlöðuhlíf eða þétta varmaskipti, myndirðu vita að illa valin þétting getur grafið undan skilvirkni alls kerfisins. Þetta snýst ekki bara um þéttingu; þetta snýst um hitastjórnun, titringsdeyfingu og endingu efnisins. Ég hef séð verkefni þar sem verkfræðiáherslan var alfarið á aðalhlutunum, aðeins til að bilanir á vettvangi rekja til niðurbrots þéttingar eða losunar sem mengaði viðkvæmt umhverfi. Það er þar sem hið raunverulega samtal ætti að byrja.

Yfirséð tengi

Í grænum tæknikerfum - hugsaðu um orkugeymslukerfi fyrir rafhlöður í iðnaðarmælikvarða (BESS) eða utanhúss ljósavirkjaskápar - er umhverfisþétting mikilvæg. En það er ekki bara að halda vatni úti. Þetta snýst um að stjórna örumhverfinu inni. Lokað hringrásarkerfi fyrir vökvakælingu í rafhlöðupakka, til dæmis, treystir á þéttingar til að viðhalda þrýstingi og koma í veg fyrir leka kælivökva. Ef froðuþjappað er rangt, eða efnið er ekki samhæft við kælivökvann, færðu lek. Þessi kælivökvi, oft sérhæfður rafvökvi, er dýr og tap hans kemur beint niður á skilvirknimælingum. Ég man eftir prófi þar sem eining samkeppnisaðila mistókst IP67 vottun, ekki vegna hönnunar, heldur vegna þess að meðfylgjandi froðuþétting var með ósamræmi frumubyggingar, sem leiddi til staðbundinnar þjöppunarbilunar. Lagfæringin var ekki endurhönnun, heldur efnisbreyting í samræmda, krosstengda pólýetýlen froðu.

Svo er það hitauppstreymi þátturinn. Margir gera ráð fyrir að málmur eða gúmmí séu tilvalið fyrir hitauppstreymi. En í forritum sem krefjast bæði einangrunar og þéttingar, eins og húsnæði fyrir stjórneiningu loftgjafavarmadælu, gegnir kísilhúðuð urethan froðuþétting tvöfalda skyldu. Það þéttir skápinn gegn ryki og raka á meðan það veitir hitauppstreymi til að koma í veg fyrir þéttingu á innri rafeindabúnaði. Lykillinn er gegndræpi lagsins og endurheimtarhraði froðusins. Ef batinn er of hægur eftir þjöppun meðan á samsetningu stendur slakar innsiglið á yfir hitalotum. Við lærðum þetta á erfiðan hátt á snemma verkefni, með því að nota staðlaða rebond froðu sem gekk vel í kyrrstöðuprófum en mistókst eftir sex mánaða daglega hitauppstreymi. Bilið sem myndast leyfði rakt loft að komast inn, sem leiddi til tæringar á klemmum.

Efnisval er enn ein gryfjan. „Grænt“ ætti ekki aðeins að vísa til umsóknarinnar heldur þéttingarinnar sjálfrar. Klóruð eða brómuð logavarnarefni í froðu, algeng til að uppfylla UL 94 V-0 í rafeindatækni, geta verið á skjön við lífsferli grænrar tækni ef þau torvelda endurvinnslu. Það er ýtt í átt að halógenfríu, sílikon-undirstaða gólandi froðu. Þeir stækka við hita til að þétta eyður enn betur, sem er mikilvægur eiginleiki fyrir eldvarnaraðferðir rafhlöðupakka. Að tilgreina þetta er ekki alltaf einfalt; Kostnaður þeirra er hærri og vinnslufæribreytur meðan á skurði stendur eru þéttari. Geta birgja hér er að búa til eða brjóta.

Á vettvangi: Veruleiki flutninga og birgðakeðju

Þetta leiðir mig að einhverju hagnýtu: landafræði og flutningafræði. Framleiðsla þessara sérhæfðu íhluta er ekki jafndreifð. Fyrir stóra, nákvæmnisskornu froðuhluti þarftu birgir með traustan efnisfræðilegan stuðning og samkvæmni í framleiðslu. Ég hef unnið með samstarfsaðilum í helstu iðnaðarstöðvum þar sem vistkerfið styður þetta. Til dæmis, Handan Zitai Festener Manufacturing Co., Ltd., sem starfar frá stærsta staðlaða framleiðslustöðinni í Kína í Yongnian, Handan, færir viðeigandi sjónarhorn. Þótt þeir séu þekktir fyrir festingar, hafa slíkar miðstöðvar oft aðliggjandi sérþekkingu á þéttingarlausnum vegna samþættrar samsetningar. Staðsetning þeirra nálægt helstu flutningaæðum eins og Peking-Guangzhou járnbraut og þjóðvegi 107 er ekki bara lína á vefsíðu (https://www.zitaifasteners.com); það þýðir áþreifanlega skilvirkni í flutningum. Þegar þú ert að stjórna samsetningu á réttum tíma fyrir vindmyllur gondolsamsetningar í Tianjin höfn, þá er það óumdeilanlegur hluti af áreiðanleikajöfnunni að hafa þéttingarbirgi sem getur flutt vöru á áreiðanlegan hátt um vegi og járnbrautir án tafar. Þétting sem situr í hafnargeymslu lokar ekki neitt.

En nálægðin er ekki allt. Ég hef séð birgja á vel tengdum svæðum sem enn hika við að rekja efni. Í grænni tækni, sérstaklega fyrir íhluti sem eru í snertingu við kælivökva eða innan loftleiða (eins og í rafgreiningarstöflum), þarftu full skjöl um samsetningu fjölliða og hugsanlega útskolun. Birgir þarf aga til að veita lotusértæk vottorð. Það er þar sem rekstrarmenning framleiðsluklasa skiptir máli. Þéttleiki íhlutaframleiðenda á svæði eins og Yongnian getur stuðlað að samkeppni um gæði, ekki bara verð. Fyrir verkefni sem felur í sér PEM efnarafal, fengum við sérsniðnar, leiðandi kolefnishlaðnar froðuþéttingar fyrir tvískauta plötuþéttingu. Fyrstu sýnin frá staðbundnu verkstæði féllu í leiðniprófunum eftir öldrun í hermt endurformað gas. Málið var bindiefnisflutningur. Við skiptum yfir í rótgróinn örgjörva sem gæti stjórnað dagbókarferlinu betur og þeir voru staðsettir á sama breiðu iðnaðarsvæðinu og nýttu efnisframboðskeðjurnar þar.

Bilanir koma oft frá tengi milli þéttingar og festingar, bókstaflega. Froðuþétting sem þjappað er saman með bolta utan um þjónustulúgu á sólarrekstri. Ef tog festingarinnar er ekki tilgreint í tengslum við þjöppunarálags-þensluferil þéttingarinnar, þá er annað hvort vanþjappað (leka) eða ofþjappað (mölur froðuna varanlega, missir bata og þéttir). Þetta er ástæðan fyrir því að fyrirtæki sem skilja bæði festingu og þéttingu, eins og a framleiðanda festinga fjölbreytni í þéttivörur, getur haft innsæi nálgun. Þeir fá vélræna kerfið. Vefsíðan Zitai Fasteners nefnir áherslur þeirra á staðlaða hlutaframleiðslu; þessi grunnþekking er mikilvæg. Þétting er sjaldan eyja; það er hluti af festri samsetningu.

Tilfelli: Leki rafhlöðueiningarinnar

Leyfðu mér að lýsa ákveðinni rannsókn. Viðskiptavinur greindi frá smám saman lækkun á kælivirkni í litíumjónarafhlöðueiningum sínum fyrir rafmagnsrútur. Einingarnar voru vökvakældar í gegnum köldu plötu. Hitamyndataka sýndi ójafna hitadreifingu. Við tókum í sundur einingu og fundum að kælivökvarásarþéttingin - þunn, þétt EPDM froða með límlagi - hafði brotnað að hluta og leyfði smá lekaleið. Kælivökvinn hafði hægt og rólega farið inn í aðliggjandi einangrunarfroðu og rýrt varmaeiginleika þess. Orsökin var ekki límið í upphafi, heldur yfirborðsundirbúningur kalda álplötunnar. Það var með mylluáferð sem var of slétt til að límið myndi varanlega tengingu, ásamt hitaþenslumisræmi. „Leiðréttingin“ á sviði var að setja á sig sílikonperlu, sem er sóðaleg og óáreiðanleg. Rétta lausnin var að skipta yfir í þéttingu með öðru límkerfi og tilgreina létta slípiefnismeðferð fyrir álið. Þéttingarefnið sjálft var fínt; bilunin var kerfissamþættingarvandamál. Þetta er dæmigert - það froðuþétting tekur á sig sökina, en vandamálið er oft í hönnun fyrir samsetningu eða yfirborðsupplýsingar.

Þessi reynsla ýtti okkur til að skoða betur froðu með lokuðum frumum á móti opnum frumum fyrir vökvaskil. Lokað klefi er innsæi fyrir vökvaþéttingu, en ef það er gas (eins og í innsigli fyrir orkugeymsluílát fyrir þjappað loft), skiptir dreifingarhraðinn í gegnum froðugrunnið meira máli. Fyrir vetnisþjöppu prófuðum við nokkrar flúorsílikon froðu. Bilunarhamurinn var ekki leki í sjálfu sér, heldur vetnisbrot í bindiefni froðusins ​​með tímanum, sem gerði þéttinguna stökka og viðkvæma fyrir ryki við sundurtöku til viðhalds. Sú svifryksmengun er mikið vandamál. Við enduðum á því að flytja yfir í PTFE-byggða stækkaða froðu, sem hafði betri efnaþol en var martröð að deyja hreint án þess að rifna. Birgir þurfti að fjárfesta í nýjum verkfærum. Sérhver val hefur gáruáhrif.

Beyond Sealing: Hljóð- og titringsdempun

Minna umtalað hlutverk er hávaði og titringur. Stórar grænar tæknistöðvar - vindgírkassar, vatnsaflshverflasalir, iðnaðarþjöppur fyrir kolefnisfanga - eru hávær. Froðuþéttingar á aðgangsplötum og á milli burðarhluta stuðla að hljóðdeyfingu. En það snýst ekki bara um að skella á þykkustu froðuna. Massahlaðinn vínyl með froðubaki er algengur, en þéttleiki og þykkt froðusins ​​verður að stilla á marktíðnina. Í verkefni fyrir stjórnskáp sjávarfallaafls, notaði upphafshönnunin almenna hljóðeinangrun. Það dempaði hátíðnihljóð vel en gerði ekkert fyrir lágtíðnissuðið frá spenni, sem var helsta kvörtunin. Við þurftum að móta kerfið og tilgreina fjöllaga froðu með hindrunarskilrúmi. Kostnaðurinn jókst, en frammistöðuforskriftin var uppfyllt. Þetta er græn tækni líka: að bæta vinnuumhverfið og draga úr hávaðamengun.

Titringsdeyfing skiptir sköpum fyrir langlífi. Í sólrakningarkerfum verða drif og stýristæki fyrir stöðugum, smávægilegum hreyfingum og titringi af völdum vinds. Froðuþétting á festingarstöðum getur komið í veg fyrir tæringu og lausleika. Ég man eftir að hafa skoðað sólarbú þar sem boltatengingar á rekjasporaröðum höfðu losnað. Upprunalega hönnunin var með látlausri flatri þvottavél. Endurbygging með þvottavél sem var með innbyggt EPDM froðulag á annarri hliðinni leysti málið. Froðan virkaði eins konar gormaþvottavél og hélt klemmuálagi. Það er lítill hluti, en í þúsundum rekja spor einhvers, kemur það í veg fyrir mikinn O&M höfuðverk. Þetta er eins konar hagnýt, ófögnuð notkun þar sem froðuþéttingar vinna sér inn.

The Sustainability Loop

Að lokum skulum við tala um lífslok. Sannlega græn tæknivara miðar að sundurtöku og endurheimt efnis. Þrýstinæm lím (PSA) froðuþéttingar eru martröð fyrir endurvinnsluaðila. Þeir menga ál- eða plaststrauma. Vaxandi áhugi er á hitaþjálu froðuþéttingum sem hægt er að hitaafhýða eða samhæfa endurvinnslustraum grunnefnisins. Til dæmis gæti pólýólefín froðuþétting á pólýprópýlen rafhlöðuhúsi verið hönnuð til að bráðna og blandast í PP endurvinnsluferlinu án þess að rýra gæði. Þetta er háþróaða og ekki enn staðlað. Við tókum þátt í tilraunaverkefni með rafbílaframleiðanda að skoða þetta. Áskorunin var að finna froðu sem uppfyllti logavarnarefni, þéttingargetu og endurvinnanleika trifecta. Núverandi málamiðlun er að nota aðskiljanlega hönnun: froðuræmu sem hægt er að festa í án líms. Það virkar ef húshönnunin hefur rétta gróp, en bætir við samsetningarþrepum. Það er skipting.

Svo, hver er dómurinn? Hlutverk þess froðupakkning í grænni tækni snýst í grundvallaratriðum um kerfisheilleika og skilvirkni við viðmótin. Það er smáatriði á sviði sem skalast. Lélegt val á pakkningum getur leitt til orkutaps (hitauppstreymis, vökva), ótímabærrar bilunar, aukins viðhalds og fylgikvilla við endurvinnslu. Bestu starfshættirnir fela í sér að hugsa um það sem kerfishluta frá upphafi, skilja efnisleg samskipti þess og fá frá birgjum sem skilja vélrænt og umhverfislegt samhengi. Það er ekki varahlutur. Í sókn fyrir grænni tækni er stundum minnsti innsiglið sem heldur aftur af stærsta lekanum - hvað varðar frammistöðu, áreiðanleika og að lokum umhverfisloforðið sjálft.