תפקידו של אטם קצף בטכנולוגיה ירוקה? 

אתה יודע, כשאנשים מדברים על טכנולוגיה ירוקה, הם מיד קופצים לפאנלים סולאריים, טורבינות רוח, או אולי תאי מימן. לעתים רחוקות מישהו מעלה אטמי קצף. זו התפיסה המוטעית הראשונה. במציאות, אם היית פעם על רצפת מפעל והרכבת מתחם סוללה או איטום מחליף חום, היית יודע שאטם שנבחר בצורה גרועה יכול לערער את יעילות המערכת כולה. זה לא רק על איטום; מדובר בניהול תרמי, שיכוך רעידות ואריכות ימים של החומר. ראיתי פרויקטים שבהם ההתמקדות ההנדסית הייתה כולה על הרכיבים העיקריים, רק כדי שכשלים בשטח עקבו אחר השפלה של אטמים או הוצאת גז שזיהמה סביבות רגישות. שם אמורה להתחיל השיחה האמיתית.

הממשק המתעלם

במערכות טכנולוגיה ירוקה - חשבו על מערכות אחסון אנרגיה של סוללות בקנה מידה תעשייתי (BESS) או ארונות ממירים פוטו-וולטאיים חיצוניים - איטום סביבתי הוא קריטי. אבל זה לא רק מניעת מים. מדובר בניהול המיקרו-סביבה בפנים. מערכת לולאה סגורה לקירור נוזלי בחבילת סוללות, למשל, מסתמכת על אטמים לשמירה על לחץ ומניעת דליפת נוזל קירור. אם סט הקומפרסים הקצף שגוי, או שהחומר אינו תואם לנוזל הקירור, אתה מקבל חלחול. נוזל הקירור הזה, לרוב נוזל דיאלקטרי מיוחד, הוא יקר וההפסד שלו פוגע ישירות במדדי היעילות. אני נזכר בבדיקה שבה יחידה של מתחרה נכשלה באישור IP67 לא בגלל תכנון, אלא בגלל שלאטם הקצף שסופק היה מבנה תאים לא עקבי, מה שהוביל לכשל דחיסה מקומי. התיקון לא היה עיצוב מחדש, אלא שינוי מפרט חומרי לקצף פוליאתילן אחיד יותר ומצולב.

ואז יש את ההיבט התרמי. רבים מניחים שמתכת או גומי הם הבחירה עבור רפידות תרמיות. אבל ביישומים הדורשים גם בידוד וגם איטום, כמו הבתים ליחידת הבקרה של משאבת חום מקור אוויר, אטם קצף אורטן מצופה סיליקון עושה עבודה כפולה. הוא אוטם את הארון מפני אבק ולחות תוך מתן הפסקה תרמית למניעת עיבוי על אלקטרוניקה פנימית. המפתח הוא חדירות הציפוי וקצב ההתאוששות של הקצף. אם ההתאוששות איטית מדי לאחר הדחיסה במהלך ההרכבה, האיטום נרגע במהלך מחזורים תרמיים. למדנו זאת בדרך הקשה בפרויקט מוקדם, תוך שימוש בקצף ריבונד סטנדרטי שהצליח בבדיקות סטטיות אך נכשל לאחר שישה חודשים של רכיבה תרמית יומית. הפער שנוצר אפשר חדירת אוויר לח, מה שהוביל לקורוזיה על בלוקים סופיים.

בחירת החומרים היא עוד מלכודת. "ירוק" לא אמור להתייחס רק ליישום אלא לאטם עצמו. מעכבי בעירה עם כלור או ברום בקצף, הנפוצים לעמידה בתקן UL 94 V-0 באלקטרוניקה, עלולים לעמוד בסתירה לאתוס מחזור החיים המלא של טכנולוגיה ירוקה אם הם מסבכים את המיחזור. יש דחיפה לכיוון קצף נטול הלוגן מבוסס סיליקון. הם מתרחבים תחת חום כדי לאטום פערים אפילו טוב יותר, תכונה חיונית לאסטרטגיות לבלימה של סוללות אש. ציון אלה אינו תמיד פשוט; העלות שלהם גבוהה יותר ופרמטרי העיבוד במהלך חיתוך המות הינם הדוקים יותר. היכולת של הספק כאן היא יצירה או שבירה.

בשטח: מציאות תחבורה ושרשרת אספקה

זה מביא אותי למשהו מעשי: גיאוגרפיה ולוגיסטיקה. הייצור של רכיבים מיוחדים אלה אינו מופץ באופן שווה. עבור חלקי קצף בעלי נפח גבוה וחיתוך דיוק, אתה צריך ספק עם גיבוי מדעי החומר חזק ועקביות ייצור. עבדתי עם שותפים בבסיסים תעשייתיים גדולים שבהם המערכת האקולוגית תומכת בכך. למשל, Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., בע"מ., הפועלת מבסיס ייצור החלקים הסטנדרטיים הגדול ביותר בסין ב-Yongnian, Handan, מביאה פרספקטיבה רלוונטית. אמנם ידועים במחברים, אך לרוב יש לרכזות כאלה מומחיות צמודה בפתרונות איטום בשל האופי המשולב של ההרכבה. מיקומם ליד עורקי תחבורה מרכזיים כמו רכבת בייג'ינג-גואנגז'ו והכביש הלאומי 107 אינו רק קו באתר (https://www.zitaifasteners.com); זה מתורגם ליעילות לוגיסטית מוחשית. כאשר אתם מנהלים הרכבה בדיוק בזמן של מכלולי תא צל של טורבינות רוח בנמל טיאנג'ין, קיום ספק אטמים שיכול להעביר את המוצר בצורה מהימנה דרך כביש ומסילה ללא עיכובים הוא חלק בלתי נתון למשא ומתן ממשוואת האמינות. אטם שיושב במחסן נמל לא אוטם כלום.

אבל קרבה זה לא הכל. ראיתי ספקים באזורים מחוברים היטב שעדיין מתלבטים לגבי מעקב אחר חומרים. בטכנולוגיה הירוקה, במיוחד עבור רכיבים במגע עם נוזלי קירור או בתוך נתיבי אוויר (כמו בערימות אלקטרוליזטור), אתה צריך תיעוד מלא על הרכב הפולימרים והחומרים הפוטנציאליים הניתנים למחיקה. ספק צריך את הדיסציפלינה כדי לספק תעודות ספציפיות לאצווה. כאן חשובה התרבות התפעולית של אשכול ייצור. הצפיפות של יצרני הרכיבים באזור כמו Yongnian יכולה לעודד תחרות על איכות, לא רק על מחיר. עבור פרויקט הכולל תאי דלק PEM, רכשנו אטמי קצף מוליכי פחמן בצורת התאמה אישית לאיטום צלחות דו-קוטביות. הדגימות הראשוניות מבית מלאכה מקומית נכשלו במבחני מוליכות לאחר היישון בגז מדומה. הבעיה הייתה העברת קלסרים. עברנו למעבד מבוסס יותר שיוכל לשלוט על תהליך לוח השנה בצורה טובה יותר, והם במקרה היו ממוקמים באותו אזור תעשייתי רחב, וממנפים את שרשראות אספקת החומרים שם.

כשלים נובעים לעתים קרובות מהממשק בין האטם והאטם, פשוטו כמשמעו. אטם קצף דחוס על ידי בורג סביב פתח שירות בכונן גשש סולארי. אם המומנט של המחבר לא מצוין בשילוב עם עקומת מתח הדחיסה של האטם, אתה או תת-דחיסה (דליפה) או דוחס יתר על המידה (מועך לצמיתות את הקצף, מאבד התאוששות ואטימה). זו הסיבה שחברות שמבינות גם בחיזוק וגם באיטום, כמו א יצרן מחברים גיוון במוצרי איטום, יכול להיות בעל גישה בעלת תובנה. הם מקבלים את המערכת המכנית. האתר של Zitai Fasteners מזכיר את ההתמקדות שלהם בייצור חלקים סטנדרטיים; הידע הבסיסי הזה הוא קריטי. אטם הוא רק לעתים רחוקות אי; זה חלק ממכלול מפרקים מהודקים.

מקרה לגופו: דליפת מודול הסוללה

הרשו לי לתאר חקירה ספציפית. לקוח דיווח על ירידה הדרגתית בביצועי הקירור במודולי סוללת הליתיום-יון שלו עבור אוטובוסים חשמליים. המודולים היו מקוררים באמצעות צלחת קרה. הדמיה תרמית הראתה פיזור טמפרטורה לא אחיד. פירקנו יחידה ומצאנו שאטם תעלת נוזל הקירור - קצף EPDM דק וצפוף עם שכבת דבק - התפרק חלקית ואיפשר נתיב דליפה דקה. נוזל הקירור נכנס לאט לאט לתוך קצף הבידוד הסמוך, ופגע בתכונות התרמיות שלו. הסיבה העיקרית לא הייתה הדבק בתחילה, אלא הכנת פני השטח של צלחת האלומיניום הקרה. היה לו גימור כרסום חלק מדי מכדי שהדבק ייצור קשר מתמשך, בשילוב עם אי התאמה של התפשטות תרמית. ה"תיקון" בשטח היה למרוח חרוז סיליקון, שהוא מבולגן ולא אמין. הפתרון הנכון היה לעבור לאטם עם מערכת הדבקה אחרת ולציין טיפול מקדים שוחק קל לאלומיניום. חומר האטם עצמו היה בסדר; הכשל היה בעיית שילוב מערכת. זה אופייני - ה אטם קצף לוקח על עצמו את האשמה, אבל הבעיה היא לעתים קרובות בעיצוב של הרכבה או מפרט משטח.

חוויה זו דחפה אותנו להסתכל מקרוב יותר על קצף תאים סגורים לעומת תאים פתוחים עבור ממשקי נוזלים. תא סגור הוא אינטואיטיבי לאיטום נוזלי, אבל אם זה גז (כמו באיטום של כלי אחסון אנרגיה באוויר דחוס), קצב הדיפוזיה דרך מטריצת הקצף משנה יותר. עבור מדחס מימן, בדקנו כמה קצפי פלואורסיליקון. מצב הכשל לא היה דליפה כשלעצמה, אלא התפרקות מימן של קלסר הקצף לאורך זמן, מה שהופך את האטם לשביר ונוטה לאבק במהלך הפירוק לצורך תחזוקה. זיהום החלקיקים הזה הוא בעיה ענקית. בסופו של דבר עברנו לקצף מורחב מבוסס PTFE, בעל עמידות כימית טובה יותר, אבל היה סיוט לחתוך בצורה נקייה מבלי להיקרע. הספק נאלץ להשקיע בכלי עבודה חדשים. לכל בחירה יש אפקט אדווה.

מעבר לאיטום: שיכוך אקוסטי ורעידות

תפקיד שפחות נדון הוא רעש ורטט. מתקנים גדולים של טכנולוגיה ירוקה - תיבות רוח, אולמות טורבינות הידרואלקטריות, מדחסים תעשייתיים ללכידת פחמן - רועשים. אטמי קצף על לוחות גישה ובין חלקים מבניים תורמים לשיכוך אקוסטי. אבל לא מדובר רק בסטירה על הקצף העבה ביותר. ויניל טעון המוני עם גיבוי קצף הוא נפוץ, אך יש לכוון את צפיפות הקצף ועוביו לתדר היעד. בפרויקט של ארון בקרה של מחולל כוח גאות ושפל, התכנון הראשוני השתמש בקצף אקוסטי גנרי. הוא דיכך היטב רעש בתדר גבוה אך לא עשה דבר עבור המהום בתדר נמוך מהשנאים, שהייתה התלונה העיקרית. היינו צריכים לדגמן את המערכת ולציין קצף רב שכבתי עם מחיצת מחסום. העלות גדלה, אבל מפרט הביצועים התקיים. גם זו טכנולוגיה ירוקה: שיפור סביבת העבודה והפחתת זיהום הרעש.

שיכוך רעידות חיוני לאריכות ימים. במערכות מעקב סולאריות, הכוננים והמפעילים נתונים לתנועה מתמדת, קלה ולרעידות הנגרמות על ידי רוח. אטם קצף בנקודות ההרכבה יכול למנוע קורוזיה ורפיון. אני זוכר שבדקתי חווה סולארית שבה התרופפו חיבורי הברגים בשורות הגשש. בעיצוב המקורי היה מכונת כביסה שטוחה ופשוטה. התקנה מחדש עם מכונת כביסה עם שכבת קצף משולבת EPDM בצד אחד פתר את הבעיה. הקצף פעל כמעין מכונת כביסה קפיצית, ושמרה על עומס מהדק. זה רכיב קטן, אבל על פני אלפי עוקבים, הוא מונע כאבי ראש מסיביים של O&M. זהו סוג היישום המעשי והלא זוהר שבו אטמי קצף מרוויחים את כוחם.

לולאת הקיימות

לבסוף, בואו נדבר על סוף החיים. מוצר טכנולוגיה ירוק באמת שוקל פירוק ושחזור חומרים. אטמי קצף רגישים ללחץ (PSA) הם סיוט לממחזרים. הם מזהמים זרמי אלומיניום או פלסטיק. יש עניין גובר באטמי קצף תרמופלסטיים הניתנים לקילוף חום או תואמים לזרם המיחזור של חומר הבסיס. לדוגמה, אטם קצף פוליאולפין על בית סוללה מפוליפרופילן עשוי להיות מתוכנן להמס ולהתמזג במהלך תהליך מיחזור ה-PP מבלי לפגוע באיכות. זה חדשני ועדיין לא סטנדרטי. השתתפנו בפיילוט עם יצרן EV שבחן את זה. האתגר היה למצוא קצף שעומד בטריפקטה של ​​עיכוב בעירה, ביצועי איטום ומחזוריות. הפשרה הנוכחית היא שימוש בעיצוב הניתן להפרדה: פס קצף קליפ-אין ללא דבק. זה עובד אם לתכנון הדיור יש חריץ מתאים, אבל מוסיף שלבי הרכבה. זה פשרה.

אז מה פסק הדין? תפקידו של ה אטם קצף בטכנולוגיה ירוקה עוסק ביסודו שלמות מערכת ויעילות בממשקים. זה פרט שדה שמתרחב. בחירת אטם לקויה עלולה להוביל לאובדן אנרגיה (תרמית, נוזלית), כשל בטרם עת, תחזוקה מוגברת וסיבוכים במחזור. השיטות המומלצות כוללות חשיבה על זה כעל רכיב מערכת מההתחלה, הבנת האינטראקציות החומריות שלו, ורכישת מקור מספקים שתופסים את ההקשר המכאני והסביבתי. זה לא פריט סחורה. בדחיפה לטכנולוגיה ירוקה יותר, לפעמים החותם הקטן ביותר הוא זה שמחזיק את הדליפות הגדולות ביותר - בביצועים, באמינות, ובסופו של דבר, ההבטחה הסביבתית עצמה.