Šis klausimas dabar iškyla dažniau, ypač iš inžinierių, kurie bando suderinti našumą su tvarumo mandatais. Dažnai daroma prielaida, kad tiks bet kokia plastikinė tarpinė arba kad „žalia“ automatiškai reiškia biologiškai skaidų arba kompostuojamą. Štai čia ir įvyksta pirmoji klaida. Žaliųjų technologijų programose – pagalvokite apie saulės sekimo įrenginius, vėjo turbinos komponentų išlygiavimą ar elektromobilių akumuliatorių komplektą – medžiaga nėra tik užpildas; tai kritinė sąsaja. Jis turi atlaikyti UV degradaciją, cheminį elektrolitų ar valymo priemonių poveikį, nuolatinį terminį ciklą ir dešimtmečius išlaikyti savo matmenų stabilumą veikiant apkrovai. Nesėkmė čia nėra nedidelis nepatogumas; tai gali sukelti nesuderinamumą, įtrūkimus ar sistemos neveiksmingumą, dėl kurio visiškai sumažėja pačios technologijos nauda aplinkai. Taigi tikrasis klausimas yra ne tik plastikinės tarpiklio poreikis. Kalbama apie tinkamo polimero nustatymą priešiškai, ilgai trunkančiai aplinkai.
Medžiagų labirintas: tai niekada nėra tik plastikas
Iš pradžių mes to išmokome sunkiai. Klientas surinko dideles saulės energijos montavimo konstrukcijas ir naudojo įprastą, parduodamą nailoninį tarpiklį. Ant popieriaus jis atrodė gerai - geras tvirtumas, tinkamas atsparumas dilimui. Tačiau per 18 mėnesių dykumos instaliacijoje buvo gauta pranešimų apie įtrūkusius ir deformuojančius tarpiklius. Problema? Drėgmės sugėrimas. Nailonas sugeria vandenį iš oro, todėl laikui bėgant keičiasi jo matmenys ir sumažėja standumas. Toje sausringoje aplinkoje dienos ir nakties terminis svyravimas ištraukė ir ištraukė drėgmę, todėl ji šliaužė. Plokščių išlygiavimas nukrypo, todėl išmatuojamai sumažėjo energijos išeiga. Tai buvo klasikinis medžiagų neatitikimo atvejis, kuris specifikacijų lape atrodė gerai, bet lauke nepavyko.
Ši patirtis pastūmėjo mus link stabilesnių inžinerinių polimerų. Lauko aplinkoje, kurioje yra daug UV spindulių, dabar beveik visada žiūrime į tokias medžiagas kaip patvarios plastikinės tarpinės pagamintas iš UHMW-PE (ypač didelės molekulinės masės polietileno) arba tam tikrų rūšių polipropileno. Jie turi puikų cheminį atsparumą, beveik nulinį drėgmės sugėrimą ir būdingą tepimą, kuris puikiai tinka montuoti ir apsaugo nuo galvaninės korozijos, kai naudojami tarp skirtingų metalų. POM (acetalis) yra dar vienas varžovas dėl savo matmenų stabilumo ir standumo, tačiau jūs turite būti atsargūs dėl ilgalaikio atsparumo UV spinduliams - jam dažnai reikia stabilizavimo priedų.
Svarbiausia yra laikyti tarpiklį kaip susidėvėjusį komponentą. Jūs ne tik ieškote montavimo; jūs siekiate 25 metų saulės energijos ūkio arba 20 metų vėjo turbinos pavarų dėžės tarnavimo laiko. Polimeras turi atsispirti šaltam srautui (šliaužti) esant pastoviam slėgiui. Čia trūksta duomenų lapų. Turite žiūrėti į ilgalaikes gniuždymo įtempių ir deformacijų kreives savo darbinės temperatūros diapazone, o ne tik į trumpalaikes mechanines savybes. Daugelis tiekėjų negali pateikti tų duomenų, o tai yra pagrindinė raudona vėliava.
Kodėl metalas ne visada yra atsakymas (ir kada jis yra)
Tvirtinimo detalių ir tiksliųjų dalių pasaulyje numatytoji dalis dažnai yra metalinė. Tai žinoma, stipru, išbandoma. Tokia kompanija kaip „Hebei Dewell Metal Products Co., Ltd“ (jų portfelį galite rasti adresu https://www.dewellfastener.com) pagrįstai sukūrė savo reputaciją dėl metalinių tvirtinimo detalių ir komponentų. Jie yra didelė įmonė Yongnian mieste, Kinijos standartinių dalių pramonės centre, todėl jie išmano metalurgiją. Tačiau žaliosiose technologijose plastiko izoliacinės savybės daugeliu atvejų yra nediskutuotinos. Naudojant metalinį tarpiklį EV akumuliatoriaus modulyje, gali susidaryti nukrypstama srovė arba atsirasti šilumos tiltelis, o tai pakenktų saugumui ir efektyvumui.
Tačiau visiškai atsisakyti metalo yra klaida. Yra hibridinių požiūrių. Kartais nerūdijančio plieno tarpiklis su polimerine danga arba laminatu užtikrina puikų gniuždymo stiprumo ir elektros izoliacijos derinį. Iššūkis tampa pardavėjo, kuris gali susidoroti su abiem šios lygties puses – tikslaus metalo apdirbimo ir polimerų taikymo patirtimi, tiekimą. Tai rinkos spraga. Dauguma įmonių yra vienos medžiagų srities specialistai.
Čia pokalbis su tiekėju tampa tikras. Kai kalbate su į metalą orientuotu gamintoju, jų instinktas gali būti pasiūlyti štampuotą nerūdijančio plieno sprendimą. Turite nukreipti pokalbį į aplinkos ir elektros reikalavimus. Ar jie gali gauti reikiamo polimero ar partnerio? Ar jie supranta būtinus senėjimo testus? Tokia įmonė kaip „Dewell“ su savo MTEP ir gamybos integracija gali tai pasiekti, tačiau reikalauja, kad klientas atitiktų specifikacijas, kurios viršytų tradicines.
Devil's in the Details: instaliacija ir realaus pasaulio plakimas
Tinkamos medžiagos nurodymas yra tik pusė darbo. Nuo to, kaip montuojama tarpinė, dažnai priklauso ir jo likimas. Mačiau, kaip gražiai apibrėžtos UHMW-PE tarpinės buvo sugadintos, nes montavimo komanda smūginiu veržliarakčiu priveržė varžtą ir sukuria pakankamai trinties šilumos, kad plastikas vietiškai ištirptų ir deformuotų. Tvirtinimo medžiaga turi būti suporuota su tinkamu montavimo protokolu – dažnai taikant kontroliuojamą sukimo momento procedūrą.
Kita nepastebėta detalė – kraštų apdorojimas. Pjaustytas tarpiklis su aštriu, švariu kraštu kur kas geriau atsispirs įtrūkimų atsiradimui nei tas, kurio kraštas nuskuręs, įtemptas dėl prastos kokybės štampavimo ar pjovimo. Plonoms tarpinėms tai labai svarbu. Jūs prašote šio mažo plastiko gabalėlio atlaikyti taškines apkrovas nuo varžtų galvučių ir tolygiai paskirstyti. Netinkamas kraštas yra nesėkmės taškas, kuris laukia.
Tada yra tolerancijos krovimo problema. Žaliųjų technologijų rinkiniuose galite turėti lietinį metalinį korpusą, apdirbtą komponentą ir plastikinį tarpiklį. Jei tarpiklio storio paklaida yra per laisva, arba nepasieksite reikiamo išlygiavimo, arba per daug apkraunate mazgą, bandydami uždaryti per didelį tarpą. Esant svarbioms sąsajoms, mes perėjome prie tarpiklių, kurių tolerancija yra +/- 0,1 mm arba griežtesnė, o tai dažnai reiškia, kad reikia atsisakyti pigių, masiškai gaminamų tarpiklių ir naudoti tikslesnius tiekėjus.
Sourcing and Green Verification Headache
Kiekvienas nori tvaraus produkto. Bet už a patvarios plastikinės tarpinės, ką iš tikrųjų reiškia žalia? Ar tai perdirbtas turinys? Ar tai polimeras, gautas iš biologinių šaltinių? Ar tai tik tai, kad tai įgalina ekologišką technologiją? Tai miglota sritis. Naudoti tarpiklį su 30 % po vartojimo perdirbto turinio skamba puikiai, kol nepastebėsite, kad perdirbtas srautas yra nenuoseklus ir kenkia polimero ilgalaikiam atsparumui oro sąlygoms. Nesėkmės rizika yra per didelė.
Praktiškesnis ir neabejotinai efektyvesnis ekologiškas požiūris yra ilgaamžiškumas. Ekologiškiausias komponentas yra tas, kuris niekada nesugenda ir kurio niekada nereikia pakeisti, išvengiant anglies dioksido iškvietimo, naujos dalies ir utilizavimo. Todėl nurodant gryną, aukštos kokybės polimerą, užtikrinantį 25 metų eksploatavimo laiką, grynasis aplinkosauginis rezultatas gali būti geresnis nei tarpiklis su perdirbtu turiniu, kuris sugenda per 10 metų. Tai nepatogi tiesa, kuri prieštarauja paprastiems rinkodaros teiginiams.
Ieškodami tiekimo, turite pasiteirauti tiekimo grandinės. Ar gamintojas gali pateikti partijos nuoseklumo sertifikatus? Ar jie prideda UV stabilizatorių, antioksidantų ir hidrolizės inhibitorių konkrečiai taikymo aplinkai? Pavyzdžiui, pakrančių vėjo turbinose metalų atsparumas druskos purškimo korozijai yra labai svarbus, tačiau plastikams reikia nerimauti dėl druskos sukelto polimerų grandinių irimo. Ne visi tiekėjai galvoja tokiu lygiu.
Pavyzdys: mažas laimėjimas ir užsitęsusi problema
Laimėjome su klientu, renkančiu galios elektroniką saulės inverteriams. Jiems reikėjo tarpiklio, kad izoliuotų šilumos kriauklę nuo važiuoklės. Jie naudojo pigią PVC poveržlę, kuri termiškai suyra ir tapo laidi. Mes pakeitėme juos į tiksliai apdirbtą poliimido (PI) tarpiklį. Jis yra brangesnis už vienetą, tačiau jo nuolatinė darbo temperatūra viršija 250 °C, puiki dielektrinė stipris ir nešliaužia. Šios agregato lauko gedimų dažnis sumažėjo iki nulio. Išlaidos buvo padengtos panaikinus garantinį remontą.
Tačiau čia yra įsisenėjusi problema, kurios mes iki galo neišsprendėme: spalva. Dėl kokybės kontrolės ir saugos inžinieriai dažnai nori skirtingų storių tarpiklių su spalvomis. Tačiau plastikų dažymui naudojami pigmentai kartais gali veikti kaip skaidymo medžiagos, ypač veikiant UV spinduliams. Ryškios mėlynos arba raudonos spalvos tarpiklis gali puikiai atrodyti gamykloje, bet kreida ir greitai išblunka saulėje, todėl gali susilpnėti. Rasti tiekėją, kuris naudoja UV spinduliams atsparių spalvų pagrindinius mišinius, suderinamus su pagrindiniu polimeru, yra sunkiau, nei atrodo. Kartais patikimiausias sprendimas yra naudoti natūralią (dažnai baltą arba beveik baltą) medžiagą ir identifikuoti lazeriu ėsdinant arba atspausdintomis etiketėmis – tai dar vienas žingsnis ir kaina.
Tai grįžta prie pagrindinės idėjos: nėra tobulo atsakymo. Klausimas yra gilaus nardymo pradžia. Jūs subalansuojate polimerų mokslą, mechaninę inžineriją, aplinkos chemiją ir tiekimo grandinės realybę. Tinkamas tarpiklis egzistuoja, tačiau norint jį rasti, reikia pereiti nuo katalogų pirkimo ir pradėti bendradarbiauti su partneriu, kuris išmano medžiagų mokslą ir galutinio naudojimo brutalumą. Tai mažas komponentas, kuriame telpa labai didelė ir labai žalia idėja.
