درزگیرهای NBR، CR و VMQ برای ژنراتورها، ترانسفورماتورها و اینورترهای فتوولتائیک (PV)

تحول بخش انرژی به سمت یک شبکه متنوع و مقاوم، متکی بر اکوسیستم پیچیده‌ای از تجهیزات تولید و تبدیل انرژی است که از سدهای عظیم آبی تا سیستم‌های خورشیدی توزیع‌شده روی پشت‌بام‌ها گسترده می‌شود. هر یک از این تجهیزات چالش‌های محیطی و عملیاتی منحصربه‌فردی را برای درزگیرهای محافظ سیستم‌های حیاتی‌اش ایجاد می‌کند. برخلاف ماشین‌آلات سنگین، تمرکز در اینجا اغلب بر روی درزگیری بلندمدت در برابر عوامل محیطی، خواص دی‌الکتریک و مقاومت در برابر چرخه‌های حرارتی طی دهه‌ها خدمات ارائه‌شده است.

ژنراتورها (بادی و آبی):

· ژنراتورهای توربین‌های بادی: این ژنراتورها در ناسل‌ها (nacelles) در ارتفاع بالای سطح زمین قرار دارند و در معرض نوسانات شدید دما، تشکیل رطوبت (کندنس) و لرزش قرار می‌گیرند. در سیستم‌های روان‌کاری گیربکس و یاتاقان اصلی، همچنین در اتصالات سیستم خنک‌کننده از آب‌بندها استفاده می‌شود. NBR استاندارد عمومی برای سیستم‌های روان‌کاری نفتی است. برای واشرهای درب پوشش ناسل که باید در برابر تابش UV، اوزون و چرخه‌های دمایی مقاومت کنند، اتیلن پروپیلن (EPDM) یا کلروپرن (CR) به دلیل مقاومت عالی‌شان در برابر عوامل جوی گزینه‌های برتری هستند؛ هرچند VMQ (سیلیکون) نیز به دلیل دامنه وسیع دمایی‌اش استفاده می‌شود.

· ژنراتورهای هیدروالکتریک: اغلب در محیط‌های مرطوب و خنک قرار دارند. سیستم‌های روغن یاتاقان فشاری (Thrust bearing) و یاتاقان راهنما (Guide bearing) از آب‌بند NBR استفاده می‌کنند. برای آب‌بندهایی که در تأسیسات نیروگاه در معرض پاشش آب یا رطوبت بالا قرار می‌گیرند، CR در مقایسه با NBR مقاومت بهتری در برابر تخریب ناشی از رطوبت ارائه می‌دهد.

ترانسفورماتورها:

این‌ها نگهبانان بی‌صداي شبکه هستند. نیازهای آب‌بندی بسته به هر مؤلفه متفاوت است:

· واشرهای مخزن اصلی: از نظر تاریخی از جنس چوب پنبه-لاستیک هستند، اما در طرح‌های مدرن اغلب از واشرهای قالب‌گیری شده مبتنی بر EPDM به دلیل مقاومت عالی در برابر فشار و روغن ترانسفورماتور و هوازدگی استفاده می‌شود.

· بوشینگ‌ها، نگهدارنده روغن و آب‌بندهای شیر: معمولاً از NBR به دلیل سازگاری با روغن ترانسفورماتور پایه معدنی استفاده می‌شود. برای بوشینگ‌هایی که در معرض عناصر قرار دارند، ممکن است از یک اورینگ CR برای مقاومت بیشتر در برابر ازن استفاده شود.

· ترانسفورماتورهای توزیع کاهنده: این واحدها که در همه جا یافت می‌شوند، به آب‌بندهای قابل اعتماد و کم‌هزینه نیاز دارند. اورینگ‌های استاندارد NBR برای واحدهای روغنی معمول هستند، در حالی که ترانسفورماتورهای خشک ممکن است از واشرهای VMQ برای آب‌بندی محفظه استفاده کنند.

اینورترهای فتوولتائیک (PV):

قلب هر تاسیسات خورشیدی، اینورترها هستند که جریان مستقیم (DC) را از پنل‌ها به جریان متناوب (AC) برای شبکه تبدیل می‌کنند. چالش‌های آب‌بندی، الکترونیکی-محور هستند:

· حفاظت محیطی: محفظه‌های اینورتر به درجه حفاظت در برابر نفوذ (IP)، معمولاً IP65، نیاز دارند. این درجه‌بندی مستلزم واشرهایی است که در برابر گرد و غبار و جت‌های آب آب‌بندی شوند.

· مدیریت حرارتی: اینورترها گرماي قابل توجهی تولید می‌کنند. مواد آب‌بند باید در معرض گرمای پیوستهٔ صفحات گرمایی (heatsinks) و اجزا، که می‌تواند دمای هواي داخلی را به ۶۰–۷۰ درجه سانتی‌گراد افزایش دهد، تخریب نشده و نیروی آب‌بندی خود را از دست ندهند. °ج.

· طول عمر: نیروگاه‌های خورشیدی سرمایه‌گذاری‌هایی با دورهٔ عمر ۲۰ سال یا بیشتر هستند.

  VMQ (سیلیکون) شایع‌ترین ماده برای واشرهای اینورترهای فتوولتائیک (PV) است. این ماده در این کاربرد عملکرد برجسته‌ای دارد، زیرا:

۱. محدودهٔ دمای کاری آن (از ۶۰- °°C تا ۲۲۵+ °درجه سانتی‌گراد) به‌راحتی گرمای داخلی و شرایط بیرونیِ بیابانی یا قطبی را تحمل می‌کند.

۲. مقاومت عالی در برابر تنیدگی تحت فشار (compression set) دارد؛ یعنی واشر بدون نیاز به تنظیم مجدد گشتاور (re-torquing)، طی دهه‌ها نیروی آب‌بندی خود را حفظ می‌کند.

۳. ذاتاً ضدشعله است و خواص دی‌الکتریک مناسبی نیز ارائه می‌دهد.

عوامل جغرافیایی تأثیر عمده‌ای بر انتخاب نهایی مواد دارند:

· آمریکا: اقلیم‌های متنوع از سرماي شدید آلاسکا تا گرمای شدید آریزونا، نیازمند موادی هستند که در شرایط افراطیِ دما عملکرد مناسبی داشته باشند. اپدم (EPDM) و کلروپرن (CR) با پایداری در برابر اشعهٔ فرابنفش (UV-stabilized) برای اجزای ترانسفورماتورهای بیرونی و VMQ درجه بالا برای اینورترهای خورشیدی در جنوب غربی آمریکا، رایج‌اند.

· هند: دمای محیط بالا، بارش‌های موسمی و آلودگی. ترانسفورماتورها و ژنراتورها نیازمند درزبندی‌هایی با مقاومت قوی در برابر اوزون و پیری حرارتی هستند. لاستیک‌های CR و NBR با ترکیب خاص به‌طور گسترده استفاده می‌شوند.

· فیلیپین: آب‌وهوای استوایی دریایی با رطوبت بالا، پاشش نمک و طوفان‌های شدید. مقاومت در برابر خوردگی از اهمیت حیاتی برخوردار است. درزبندی‌های CR برای تجهیزات الکتریکی بیرونی ترجیح داده می‌شوند و اغلب از سخت‌افزارهای فولاد ضدزنگ همراه با درزبندی‌های الاستومری برای جلوگیری از خوردگی گالوانیک استفاده می‌شود.

بنابراین، استراتژی درزبندی دارایی‌های برقی رویکردی مبتنی بر چرخه عمر است که در آن اولویت با موادی قرار می‌گیرد که امکان ارائه خدمات قابل اعتماد به مدت دهه‌ها با حداقل مداخله در نگهداری را فراهم می‌کنند و تجهیزات ارزشمندِ چند میلیون دلاری را در برابر اثرات نامحسوس محیطی محافظت می‌کنند.