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静的シール技術記事

A 静的シール 産業の大規模プラント向けまたは エネルギー技術 多くの場合、良好なXNUMX年間続く必要があります。 以前に使用されていた計算ツールは、コンポーネントがしばしば必要以上に大きいことを意味していました。 フロイデンシーリング·テクノロジーズ 現在、分子レベルで材料の変化を考慮する方法を開発しました。 これにより、少ない材料で信頼性が向上します。

静的シールは、プラントエンジニアリングにおいて非常に長い耐用年数が必要です。 公海上の風力タービンのタワーの固定が塩水の浸入から保護される場合、シールはXNUMX年以上適切に機能する必要があります。 シールの寿命は、一方で設定またはストレッチ、すなわち物理的な緩和によって制限されています。 一方、化学的変化により、材料は時間とともに弾性を失います。

大気中の酸素またはオゾンの影響下で、アザラシの老化にはXNUMXつの影響があります。 ポリマーチェーンとポリマーネットワークは、機械的ストレスの下で破壊され、酸化プロセスによりネットワーク内に追加の酸素ブリッジが作成されます。 両方の効果は、シール面の接触圧力、剛性、または変形(残留変形)後に元の輪郭を回復する能力など、シールに関連する特性に影響します。

アレニウス法による保管試験

原則として、エンジニアは、いわゆるストレージテストを使用して、材料が特定のアプリケーションの要件を満たしているかどうかを判断します。 試験片は、より長い期間(通常1000時間)にわたって100°Cを大幅に超える温度にさらされます。

温度依存性の老化を予測するために、エンジニアはこれまで、スウェーデンの化学者でノーベル賞受賞者のSvante August Arrheniusにちなんで名付けられた方法を使用して測定値を推定しました。 これらの経験則は次のとおりです。温度が10°C上昇すると、反応速度がXNUMX倍になります。 これにより、高温で加速劣化試験を実施できます。 正しいテストパラメータが想定されている場合、この方法は確実に機能します。 そうでない場合、寿命予測は非常に間違っている可能性があります。 予後は測定によってのみ確認できます。 満足のいく手順ではありません-特に非常に長いテスト時間について話すとき。 したがって、方法論を改善することが不可欠でした。

寿命モデルを改善する

FSTの専門家はXNUMXつの主なアプローチを追求しました。XNUMXつ目は、エラストマーへの酸素攻撃を材料の構造的機械的挙動と関連付け、化学酸化方程式を確立することにより、耐用年数モデルを大幅に改善しました。 このモデルは、あらゆる形状を計算できるように、数値的かつ効率的に実装され、商用の有限要素プログラム(FEM)で実装されました。 FEMは、局所的な酸化プロセスと、機械的材料の挙動への影響を計算できるようになりました。

ボード上の中央フロイデンベルク研究

同時に、エンジニアは、材料モデルのパラメータを決定する測定方法をさらに開発したいと考えました。 これは、例えば、エージングプロセス中に静的シールによって消費される酸素の量を決定することを目的としています。 化学攻撃の程度は、酸素の量から推定できます。 「測定方法、材料モデル、XNUMX次元コンポーネントへの適用性の改善により、寿命予測の正確な手順があります」とDr. FSTの世界的な先進材料開発を担当するBoris Traber。

このプロセスは、中央研究部門のFreudenberg Technology Innovationと共同で開発され、直径の異なる材料サンプルで最初に検証されました。 現在、洋上風力タービンの建設の初期用途に使用されています。

Traberは、これをシール技術の新しいシミュレーション時代の始まりに過ぎないと考えています:「将来、プラント建設のお客様に、非常に長期間にわたって信頼できる賞味期限を提供することができます。」 同時に、温度と機械的負荷が変化するアプリケーション固有のサイクルも予測できるように、シミュレーションが拡張されます。


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