Roli i copëzës së shkumës në teknologjinë e gjelbër? 

E dini, kur njerëzit flasin për teknologjinë e gjelbër, ata menjëherë hidhen te panelet diellore, turbinat e erës ose ndoshta qelizat e hidrogjenit. Rrallëherë dikush nxjerr guarnicione me shkumë. Ky është keqkuptimi i parë. Në realitet, nëse keni qenë ndonjëherë në një dysheme fabrike duke montuar një mbyllje baterie ose duke mbyllur një shkëmbyes nxehtësie, do ta dini se një copë litari e zgjedhur keq mund të dëmtojë efikasitetin e të gjithë sistemit. Nuk ka të bëjë vetëm me vulosjen; ka të bëjë me menaxhimin termik, amortizimin e dridhjeve dhe jetëgjatësinë e materialit. Unë kam parë projekte ku fokusi inxhinierik ishte tërësisht në komponentët kryesorë, vetëm për të pasur dështime në terren që ndiqen nga degradimi i guarnicionit ose nxjerrja e gazit që kontaminonte mjedise të ndjeshme. Këtu duhet të fillojë biseda e vërtetë.

Ndërfaqja e anashkaluar

Në sistemet e teknologjisë së gjelbër—mendoni sistemet e ruajtjes së energjisë së baterive në shkallë industriale (BESS) ose kabinete me inverter fotovoltaikë të jashtëm—vulosja mjedisore është kritike. Por nuk është vetëm mbajtja e ujit jashtë. Bëhet fjalë për menaxhimin e mikro-mjedisit brenda. Një sistem me qark të mbyllur për ftohjen e lëngshme në një paketë baterie, për shembull, mbështetet në guarnicionet për të ruajtur presionin dhe për të parandaluar rrjedhjen e ftohësit. Nëse grupi i kompresave me shkumë është i gabuar, ose materiali nuk është i pajtueshëm me ftohësin, ju merrni kullim. Ai ftohës, shpesh një lëng dielektrik i specializuar, është i shtrenjtë dhe humbja e tij godet drejtpërdrejt metrikën e efikasitetit. Më kujtohet një provë ku njësia e një konkurrenti dështoi në certifikimin IP67 jo për shkak të dizajnit, por sepse copë litari i furnizuar me shkumë kishte strukturë qelizore jo konsistente, duke çuar në dështim të lokalizuar të kompresimit. Rregullimi nuk ishte një ridizajn, por një ndryshim i specifikave të materialit në një shkumë polietileni më uniforme, të ndërlidhur.

Pastaj është aspekti termik. Shumë supozojnë se metali ose goma janë të preferuarat për jastëkët termikë. Por në aplikimet që kërkojnë si izolim ashtu edhe vulosje, si kutia për njësinë e kontrollit të pompës së nxehtësisë me burim ajri, një copë litari me shkumë uretani të veshur me silikon kryen funksion të dyfishtë. Ai vulos kabinetin kundër pluhurit dhe lagështisë, ndërsa siguron një thyerje termike për të parandaluar kondensimin në elektronikën e brendshme. Çelësi është përshkueshmëria e veshjes dhe shkalla e rikuperimit të shkumës. Nëse rikuperimi është shumë i ngadaltë pas ngjeshjes gjatë montimit, mbyllja relaksohet gjatë cikleve termike. Ne e mësuam këtë në mënyrën e vështirë në një projekt të hershëm, duke përdorur një shkumë standarde rebond që performoi mirë në testet statike, por dështoi pas gjashtë muajsh ciklim termik ditor. Hendeku i krijuar lejoi hyrjen e ajrit të lagësht, duke çuar në korrozion në blloqet e terminalit.

Zgjedhja e materialit është një tjetër kurth. "E gjelbër" nuk duhet t'i referohet vetëm aplikacionit, por vetë copë litari. Retardantët e klorur ose të brominuar të flakës në shkumë, të zakonshëm për përmbushjen e UL 94 V-0 në elektronikë, mund të jenë në kundërshtim me etikën e ciklit të plotë të jetës së teknologjisë së gjelbër nëse e ndërlikojnë riciklimin. Ka një shtytje drejt shkumave intumesente pa halogjene me bazë silikoni. Ato zgjerohen nën nxehtësi për të mbyllur boshllëqet edhe më mirë, një veti thelbësore për strategjitë e kontrollit të zjarrit të paketave të baterive. Specifikimi i këtyre nuk është gjithmonë i drejtpërdrejtë; kostoja e tyre është më e lartë dhe parametrat e përpunimit gjatë prerjes janë më të shtrënguara. Aftësia e një furnitori këtu është "bëj ose prish".

Në terren: Realitetet e Zinxhirit të Transportit dhe Furnizimit

Kjo më sjell në diçka praktike: gjeografinë dhe logjistikën. Prodhimi i këtyre komponentëve të specializuar nuk shpërndahet në mënyrë të barabartë. Për pjesët me shkumë me volum të lartë, me prerje precize, keni nevojë për një furnizues me mbështetje të fortë shkencore materiale dhe konsistencë të prodhimit. Unë kam punuar me partnerë në baza të mëdha industriale ku ekosistemi e mbështet këtë. Për shembull, Handan Zitai Fastener Prodhim Co, Ltd., që operon nga baza më e madhe e prodhimit të pjesëve standarde në Kinë në Yongnian, Handan, sjell një perspektivë përkatëse. Ndërsa të njohura për mbërthyesit, shpërndarës të tillë shpesh kanë ekspertizë të afërt në zgjidhjet e vulosjes për shkak të natyrës së integruar të montimit. Vendndodhja e tyre pranë arterieve kryesore të transportit si Hekurudha Pekin-Guangzhou dhe Autostrada Kombëtare 107 nuk është vetëm një linjë në një faqe interneti (https://www.zitaifasteners.com); përkthehet në efikasitet të prekshëm logjistik. Kur po menaxhoni montimin në kohë për montimet e nacelave të turbinave me erë në portin Tianjin, të kesh një furnizues copë litari që mund të lëvizë produktin në mënyrë të besueshme përmes rrugëve dhe hekurudhave pa vonesa është një pjesë e panegociueshme e ekuacionit të besueshmërisë. Një copë litari e ulur në një magazinë porti nuk vulos asgjë.

Por afërsia nuk është gjithçka. Unë kam parë furnitorë në zona të lidhura mirë, të cilët ende ngecin në gjurmueshmërinë e materialit. Në teknologjinë e gjelbër, veçanërisht për komponentët në kontakt me ftohësit ose brenda shtigjeve të ajrit (si në pirgjet e elektrolizuesve), keni nevojë për dokumentacion të plotë mbi përbërjen e polimerit dhe lëndët e mundshme të rrjedhjes. Një furnizues ka nevojë për disiplinë për të ofruar certifikata specifike të grupit. Këtu ka rëndësi kultura operacionale e një grupi prodhimi. Dendësia e prodhuesve të komponentëve në një zonë si Yongnian mund të nxisë konkurrencën në cilësi, jo vetëm në çmim. Për një projekt që përfshin qelizat e karburantit PEM, ne siguruam guarnicione shkume të ngarkuara me karbon përçues në formë të personalizuar për mbylljen e pllakave bipolare. Mostrat fillestare nga një punishte lokale dështuan në testet e përçueshmërisë pas plakjes në gazin e riformatuar të simuluar. Çështja ishte migrimi i detyrueshëm. Ne kaluam në një përpunues më të vendosur, i cili mund të kontrollonte më mirë procesin e kalendarizimit, dhe ata ndodheshin të vendosur në të njëjtin rajon të gjerë industrial, duke shfrytëzuar zinxhirët e furnizimit me materiale atje.

Dështimet shpesh vijnë nga ndërfaqja midis copë litari dhe mbërthyesit, fjalë për fjalë. Një copë litari shkumë e ngjeshur nga një rrufe rreth një çati shërbimi në një makinë gjurmuese diellore. Nëse çift rrotullimi i fiksuesit nuk specifikohet në lidhje me lakoren e tensionit-sforcimit të ngjeshjes së guarnicionit, ju ose nënngjeshni (rrjedhni) ose mbingjeshni (shtypni përgjithmonë shkumën, duke humbur rikuperimin dhe mbylljen). Kjo është arsyeja pse kompanitë që kuptojnë si fiksimin ashtu edhe vulosjen, si a prodhuesi i kapëseve diversifikimi në produkte mbyllëse, mund të ketë një qasje depërtuese. Ata marrin sistemin mekanik. Faqja e internetit për Zitai Fasteners përmend fokusin e tyre në prodhimin e pjesëve standarde; kjo njohuri themelore është kritike. Një copë litari është rrallë një ishull; është pjesë e një montimi të bashkimit të fiksuar.

Rasti në pikën: Rrjedhja e modulit të baterisë

Më lejoni të përshkruaj një hetim specifik. Një klient raportoi një rënie graduale të performancës së ftohjes në modulet e tyre të baterive litium-jon për autobusët elektrikë. Modulet u ftohën me lëng përmes një pllake të ftohtë. Imazhi termik tregoi shpërndarje të pabarabartë të temperaturës. Ne çmontuam një njësi dhe gjetëm guarnicionin e kanalit të ftohësit - një shkumë e hollë, e dendur EPDM me një shtresë ngjitëse - ishte pjesërisht e shtrembëruar dhe kishte lejuar një rrugë të vogël rrjedhjeje. Ftohësi ishte futur ngadalë në shkumën izoluese ngjitur, duke degraduar vetitë e tij termike. Shkaku kryesor nuk ishte ngjitësi fillimisht, por përgatitja e sipërfaqes së pllakës së ftohtë të aluminit. Kishte një përfundim mulliri që ishte shumë i lëmuar që ngjitësi të krijonte një lidhje të qëndrueshme, të kombinuar me mospërputhje të zgjerimit termik. "Rregullimi" në terren ishte vendosja e një rruaze silikoni, e cila është e çrregullt dhe jo e besueshme. Zgjidhja e duhur ishte kalimi në një copë litari me një sistem tjetër ngjitës dhe specifikimi i një paratrajtimi gërryes të lehtë për aluminin. Vetë materiali i copë litari ishte i mirë; dështimi ishte një çështje e integrimit të sistemit. Kjo është tipike - copë litari me shkumë merr fajin, por problemi është shpesh në dizajnin për specifikat e montimit ose të sipërfaqes.

Kjo përvojë na shtyu të shikojmë më nga afër shkumat me qeliza të mbyllura kundrejt ndërfaqeve me qeliza të hapura. Qeliza e mbyllur është intuitive për vulosjen e lëngshme, por nëse është gaz (si në një vulë enë ruajtjeje të energjisë së ajrit të ngjeshur), shkalla e difuzionit përmes matricës së shkumës ka më shumë rëndësi. Për një kompresor hidrogjeni, ne testuam disa shkumë fluorosilikon. Mënyra e dështimit nuk ishte rrjedhje në vetvete, por brishtësia e hidrogjenit e lidhësit të shkumës me kalimin e kohës, duke e bërë copë litari të brishtë dhe të prirur ndaj pluhurit gjatë çmontimit për mirëmbajtje. Ky ndotje nga grimcat është një problem i madh. Ne përfunduam duke lëvizur në një shkumë të zgjeruar me bazë PTFE, e cila kishte rezistencë më të mirë kimike, por ishte një makth për t'u prerë pastër pa u grisur. Furnizuesi duhej të investonte në vegla të reja. Çdo zgjedhje ka një efekt valëzues.

Përtej vulosjes: Zhdukja akustike dhe vibruese

Një rol më pak i diskutuar është zhurma dhe dridhja. Instalimet e mëdha të teknologjisë së gjelbër - kuti ingranazhesh me erë, sallat e turbinave hidroelektrike, kompresorë industrialë për kapjen e karbonit - janë të zhurmshme. Guarnicionet me shkumë në panelet hyrëse dhe ndërmjet seksioneve strukturore kontribuojnë në amortizimin akustik. Por nuk ka të bëjë vetëm me goditjen me shuplakë në shkumën më të trashë. Vinili i ngarkuar në masë me një bazë shkumë është i zakonshëm, por densiteti dhe trashësia e shkumës duhet të përshtaten me frekuencën e synuar. Në një projekt për kabinetin e kontrollit të një gjeneratori të energjisë baticore, dizajni fillestar përdori një shkumë akustike të përgjithshme. Ajo e zbuti mirë zhurmën me frekuencë të lartë, por nuk bëri asgjë për zhurmën me frekuencë të ulët nga transformatorët, që ishte ankesa kryesore. Ne duhej të modelonim sistemin dhe të specifikonim një shkumë me shumë shtresa me një septum pengues. Kostoja u rrit, por specifikat e performancës u përmbushën. Kjo është gjithashtu teknologji e gjelbër: përmirësimi i mjedisit të punës dhe reduktimi i ndotjes akustike.

Zhdukja e dridhjeve është thelbësore për jetëgjatësinë. Në sistemet e gjurmimit diellor, disqet dhe aktivizuesit i nënshtrohen lëvizjeve të vazhdueshme, të lehta dhe dridhjeve të shkaktuara nga era. Një copë litari me shkumë në pikat e montimit mund të parandalojë gërryerjen e mërzitshme dhe lirshmërinë. Mbaj mend që inspektova një fermë diellore ku lidhjet e bulonave në rreshtat e gjurmuesve ishin liruar. Dizajni origjinal kishte një rondele të thjeshtë të sheshtë. Riparimi me një rondele që kishte një shtresë të integruar shkume EPDM në njërën anë e zgjidhi problemin. Shkuma veproi si një lloj rondele me sustë, duke ruajtur ngarkesën e kapëses. Është një komponent i vogël, por në mijëra gjurmues, parandalon dhimbje koke masive O&M. Ky është lloji i aplikimit praktik dhe joglamor, ku guarnicionet me shkumë fitojnë ruajtjen e tyre.

Cikli i Qëndrueshmërisë

Së fundi, le të flasim për fundin e jetës. Një produkt i vërtetë i teknologjisë së gjelbër merr parasysh çmontimin dhe rikuperimin e materialit. Guarnicionet e shkumës me ngjitës të ndjeshëm ndaj presionit (PSA) janë një makth për ricikluesit. Ato ndotin rrjedhat e aluminit ose plastike. Ka një interes në rritje për guarnicionet me shkumë termoplastike që mund të pastrohen me nxehtësi ose janë të pajtueshme me rrjedhën e riciklimit të materialit bazë. Për shembull, një copë litari me shkumë poliolefine në një strehë baterie polipropileni mund të projektohet për t'u shkrirë dhe përzier gjatë procesit të riciklimit të PP pa degraduar cilësinë. Kjo është e fundit dhe ende jo standarde. Ne morëm pjesë në një pilot me një prodhues të automjeteve elektrike duke parë këtë. Sfida ishte gjetja e një shkume që plotësonte retardanitetin e flakës, performancën e vulosjes dhe trifecta të riciklimit. Kompromisi aktual është përdorimi i një dizajni të ndashëm: një shirit shkumë me kapëse pa ngjitës. Funksionon nëse dizajni i strehimit ka një brazdë të duhur, por shton hapat e montimit. Është një kompromis.

Pra, cili është vendimi? Roli i copë litari me shkumë në teknologjinë e gjelbër ka të bëjë kryesisht me integritetin dhe efikasitetin e sistemit në ndërfaqet. Është një detaj i fushës që shkallëzohet. Një zgjedhje e dobët e copë litari mund të çojë në humbje energjie (termike, lëngu), dështim të parakohshëm, rritje të mirëmbajtjes dhe komplikime të riciklimit. Praktikat më të mira përfshijnë të menduarit e tij si një komponent i sistemit që nga fillimi, të kuptuarit e ndërveprimeve të tij materiale dhe burimet nga furnitorët që kuptojnë kontekstin mekanik dhe mjedisor. Nuk është një artikull mall. Në shtytjen për teknologji më të gjelbër, ndonjëherë vula më e vogël është ajo që frenon rrjedhjet më të mëdha - në performancë, besueshmëri dhe në fund të fundit, vetë premtimin mjedisor.