Soluii cu O-ring din FFKM și FKM pentru temperaturi extreme în turbinele cu gaz și cu abur

C din cauza transferului de căldură de la carcasă spre sistemul de ungere, în timp ce tijele supapelor turbinelor de abur și sistemele de etanșare ale garniturilor pot fi expuse aburului suprâncălzit la peste 300 °C °C. În aceste domenii, elastomerii standard se degradează rapid, determinând scurgeri de ulei, scurgeri de abur, contaminare și opriri forțate, cu penalități financiare considerabile.

Elastomerii fluorocarbonici (FKM) reprezintă prima linie de apărare pentru etanșarea la temperaturi înalte în turbine. Echilibrul lor excelent între rezistența la căldură (până la 230 °C) °Rezistența intermitentă la temperaturi ridicate (până la aproximativ 200 °C) și rezistența chimică la uleiurile sintetice pe bază de esteri pentru turbine (de exemplu, ISO VG 32, 46) le face să fie alegerea standard pentru majoritatea garniturilor statice și dinamice din sistemele de ungere și de ulei de comandă. Aplicații frecvente includ garnituri de arbore pentru pompe auxiliare, inele O în carcasele filtrului și în acționările de supapă, precum și garnituri pentru geamurile de vizualizare. Standardul AS109 specifică adesea compuși FKM obișnuiți pentru aplicații aerospațiale și industriale cu turbine, asigurând un nivel de bază al performanței. Pentru o rezistență mecanică superioară în garniturile dinamice expuse acestor uleiuri fierbinți, se utilizează uneori ca alternativă Nitrilul hidrogenat (HNBR), care oferă o rezistență superioară la uzură și o bună compatibilitate cu uleiurile până la aproximativ 150 °C. În cazul în care

Totuși, pentru zonele cu temperaturi extreme, sunt adecvate doar perfluoroelastomerii (FFKM), cum ar fi Kalrez® sau Chemraz®. Componentele FFKM nu sunt pur și simplu variante îmbunătățite ale FKM; ele reprezintă o altă categorie de material, având o structură polimerică complet fluorată. Aceasta le conferă două proprietăți excepționale:

1. Temperaturi de funcționare continuă peste 300 °°C, permițându-le să funcționeze în imediata apropiere a conductelor de abur și a căilor de gaze fierbinți.

2. Rezistență virtuală la substanțe chimice, inclusiv uleiuri agresive pentru turbine, fluide de transfer termic și gaze de proces care ar degrada FKM în timp.

Aplicația lor este extrem de specifică din cauza costului (de obicei de 50–100 de ori mai mare decât cel al FKM). Locațiile cheie includ:

· Segmenți de etanșare ai tijei supapelor principale de oprire și de reglare ale turbinelor cu abur: expuși direct aburului de înaltă presiune și temperatură. O scurgere în acest loc reprezintă o pierdere directă de eficiență a ciclului și un pericol pentru siguranță.

· Segmenți de etanșare ai supapelor de gaz combustibil pentru turbinele cu gaz: expuși gazului combustibil fierbinte și posibilei condensări a unor compuși agresivi.

· Segmenți de etanșare pe liniile de detectare și instrumentație care pătrund în carcasele fierbinți ale turbinelor.

Producătorii de echipamente originale (OEM), precum GE, Siemens și Mitsubishi Power, oferă specificații explicite privind materialele pentru aceste locații critice. Logica de selecție este determinată de analiza modurilor de defectare, a efectelor și a criticității (FMECA). Inginerii atribuie fiecărui punct de etanșare un număr de prioritate a riscului (RPN), în funcție de gravitatea defectării, probabilitatea apariției acesteia și posibilitatea de detectare. Pentru punctele cu un RPN ridicat, performanța superioară a materialului FFKM justifică costul său.

Acest principiu este aplicat la nivel global. În Bahrain, unde centralele CCGT asigură puterea de bază într-un mediu desertic cu temperaturi ambiante ridicate, răcirea este mai puțin eficientă, ceea ce duce la creșterea temperaturii uleiului și a suprafeței. Specificarea cauciucului FFKM pentru tijele critice ale supapelor reprezintă o investiție proactivă în fiabilitate. În Filipine, centralele geotermale și cele pe cărbune, dotate cu turbine cu abur mai vechi, au reușit să instaleze în mod retroactiv sigilanțe din FFKM pentru a opri scurgerile cronice de abur, îmbunătățind astfel eficiența centralelor și siguranța personalului. În Statele Unite ale Americii, reglementările stricte privind emisiile de compuși organici volatili (VOC) proveniți din scurgeri (programe LDAR) fac performanța fără scurgeri a FFKM în aplicațiile de emisii fugitive atrăgătoare din punct de vedere economic. Calculul costului total de deținere trebuie să ia în considerare nu doar prețul sigilantului, ci și costurile evitate legate de pierderea producției energetice, de muncă pentru reparații și de conformitatea cu reglementările de mediu.