Die ultrahochleistungsfähigen Polymer-Halbzeuge sowie die maschinell bearbeiteten und spritzgegossenen Teile von Drake verfügen über eine jahrzehntelange Erfahrung mit zuverlässigen Anwendungen für den harten Einsatz, die dazu beitragen können, die konstruktiven Herausforderungen vergleichbarer Komponenten in alternativen Energiesystemen zu lösen.

Chemische Beständigkeit und Langlebigkeit in Batteriespeichersystemen

Die Verbreitung alternativer Energiesysteme hat dazu geführt, dass der überschüssige Strom, den sie erzeugen, aufgefangen und gespeichert werden muss, damit er später nach Bedarf verteilt werden kann. Um diesen Bedarf zu decken, werden zunehmend große Batteriespeicheranlagen eingesetzt. Diese Geräte und die in ihnen verbauten Materialien und Komponenten müssen in extrem nassen, trockenen, kalten und heißen Umgebungen auf der ganzen Welt zuverlässig funktionieren.

Torlon PAI, PEEK, Ryton R-4 PPS und UltemTM PEI von Drake Plastics bieten die elektrischen und thermischen Isolier- und Isolationseigenschaften, die für Isolatoren, Anschlüsse und ähnliche Komponenten für diese Energiespeichersysteme erforderlich sind. Alle haben eine außergewöhnliche chemische Beständigkeit. Diese Ultra-Hochleistungswerkstoffe zeichnen sich außerdem durch einen hohen Modul und eine hohe Dimensionsstabilität aus und eignen sich für Anwendungen, die eine hohe Steifigkeit unter Belastung bei hohen Temperaturen erfordern. Darüber hinaus verleiht ihre Schlagzähigkeit den Gehäusen der Komponenten eine lange Lebensdauer, was insbesondere bei Installationen in kalten Umgebungen von Vorteil ist.

Leistung bei extremen Temperaturen in der Wasserstoffproduktion und -speicherung

Wasserstoff wird bei kryogenen Temperaturen und hohem Druck verflüssigt, damit er transportfähig ist und in Zukunft in zahlreichen Anwendungen, einschließlich Raumfahrzeugen, eingesetzt werden kann. Diese Prozessbedingungen schränken die Palette der in Frage kommenden Werkstoffe für Dichtungskomponenten, die für die Integrität von Lagerbehältern unerlässlich sind, stark ein. Torlon PAI hat sich in diesem Bereich in der Vergangenheit als zuverlässig erwiesen. Seine einzigartige und außergewöhnliche Fähigkeit, die physikalischen Eigenschaften bei kryogenen Temperaturen beizubehalten, hat zur Verwendung dieses Ultra-Hochleistungspolymers in präzisionsgefertigten Dichtungen und Ventilsitzen geführt, die unter den strengen Bedingungen bei der Wasserstoffverarbeitung und -speicherung effektiv funktionieren.

Neben Torlon PAI bewährt sich PEEK seit Jahren erfolgreich als Hochleistungsmaterial für Dichtungen und kritische Komponenten, die in Isolations-, Kompressions-, Speicher- und Verteilungsanwendungen in der Wasserstoffversorgungskette eingesetzt werden. Zu den wichtigsten Vorteilen beider Werkstoffe gehören das geringere Gewicht und das bessere Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht im Vergleich zu Metallen. Sie haben auch eine bessere Verschleißfestigkeit unter hydrodynamischen und Reibungsbedingungen und können ihre Eigenschaften über eine große Spanne von Temperaturextremen beibehalten.

Eigenschaftserhalt von Komponenten nuklearer Energiesysteme

Es ist notwendig, dass einige Ausrüstungen und Komponenten in bestimmten Bereichen von Kernkraftwerken isoliert und der Strahlung ausgesetzt sind. Eine wichtige Anforderung an Thermoplaste für diese Anwendungen in Kernkraftwerken ist ihre Fähigkeit, der Strahlung zu widerstehen, ohne sich zu verschlechtern und einen wesentlichen Teil ihrer physikalischen Eigenschaften zu verlieren. Ein zentrales Anliegen ist die Auswirkung einer hohen Strahlenbelastung auf die Festigkeit und Duktilität eines Werkstoffs, damit die Bauteile unter Stress- und Stoßbelastungen intakt bleiben.

Das American Composites Manufacturing Learning Center hat verschiedene Thermoplaste auf ihre Tauglichkeit für den Einsatz in der Kernkraft geprüft. Das Zentrum bewertete Dutzende der Polymere, indem es Testproben einer Strahlung von10^3 bis10^9 Rad aussetzte und dann ihre physikalischen Eigenschaften mit den ursprünglichen Werten vor der Prüfung verglich. Bei Testwerten von10^6 Rad und mehr zeigten nur sehr wenige Thermoplaste die erforderliche Eigenschaftserhaltung. Torlon 5030 PAIist ein 30 % glasfaserverstärktes Polymer, das Drake Plastics zu Halbzeugen für die maschinelle Bearbeitung extrudiert, bestand jedoch den Test bei10^9 Rad, der höchsten Expositionsstufe. Victrex PEEK, ein weiteres Polymer, das Drake in Ultra-Hochleistungs-Halbzeuge und -Teile umwandelt, bestand ebenfalls bei10^9 rad. 30 % glasverstärktes Ultem 2300 PEI, das Drake in seinen einzigartigen und effizienten Seamless Tube® Konfigurationen anbietet, zeigte ebenfalls eine beeindruckende Eigenschaftserhaltung bei10^8 rad. Link zur Strahlungsstudie

Die Leistungsfähigkeit dieser Ultra-Hochleistungspolymere hat dazu geführt, dass sie für Isolatoren, Abdeckungen und andere Anwendungen in Kernenergieanlagen verwendet werden, einschließlich derer, die U-Boote der US-Marine antreiben.

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Wartungsarme Polymere für Windturbinenkomponenten

Buchsen, Verschleißpolster und andere Komponenten, die unter hoher Belastung rotieren und gleiten, ähneln Anwendungen in anderen Branchen, in denen Drakes Torlon® PAI-, Victrex® – und KetaSpire® PEEK- und PAEK-Typen für ihre langfristige Leistung bekannt sind. Einige Typen dieser Hochleistungsthermoplaste bieten den zusätzlichen Vorteil, dass sie keine externe Schmierung benötigen. Tragende Rotornaben und Getriebekomponenten aus verschiedenen Torlon PAI- und PEEK-Polymeren laufen leiser als Teile aus Metall und behalten ihre hohe Festigkeit und Formbeständigkeit über weite Temperaturbereiche bei. Ein weiterer Vorteil ist ihre inhärente Korrosionsbeständigkeit, selbst wenn sie lange Zeit einer heißen, feuchten Umgebung ausgesetzt sind.

Die Getriebe in diesen Außengeräten sind starken Belastungen durch Windböen und Stürme ausgesetzt. Ohne ständige Überwachung und vorausschauende Wartung können Ausfälle katastrophale Folgen haben. Die für die Überwachung von Ölschmieranlagen verwendeten Systeme stützen sich auf Torlon PAI Spulen, Ölauffangrohre und andere strukturelle und isolierende Komponenten, die der Betriebsumgebung standhalten und ein störungsfreies Signal an die hochentwickelte Elektronik liefern, die die metallischen Verschleißpartikel von Lagern und Getrieben überwacht und charakterisiert.

Korrosionsbeständigkeit in der Gezeitenenergieerzeugung und in geothermischen Systemen

Diese Energietechnologien stützen sich auch auf Turbinen und rotierende und gleitende Systemkomponenten wie Dichtungen, Lager und Verschleißteile, die langfristig funktionieren müssen. Bei diesen Anwendungen bieten Torlon PAI und PEEK erhebliche Vorteile gegenüber Metallen, deren Korrosionsrate sich mit steigendem natürlichem pH-Wert verschlechtert. Dies ist ein besonderes Problem für metallische Werkstoffe in Heißwasser und Dampf, einer Umgebung, in der die Hochleistungswerkstoffe von Drake Plastics seit vielen Jahren zuverlässig arbeiten. Spezielle Formulierungen dieser Hochleistungspolymere benötigen keine externe Schmierung, was die Häufigkeit und die Kosten der Wartung reduziert.

Isoliermaterialien für nachgeschaltete elektrische Energieverteilungsanlagen

Stromverteilungsanlagen im Zusammenhang mit Technologien für erneuerbare Energien sind ein weiterer Anwendungsbereich für Torlon PAI, Ryton R-4 PPS, Ultem PEI und PEEK. Diese Polymere bieten Festigkeit und Stabilität in Verbindung mit den für diese Bauteile erforderlichen thermischen und elektrischen Isolations- und Dämmeigenschaften.

Hochleistungspolymere in der Fusionsenergieforschung und -entwicklung

Die Ultra-Hochleistungspolymere von Drake Plastics spielen eine Rolle bei der wachsenden Zahl von Forschungsprojekten, die darauf abzielen, die Kernfusion zu einer brauchbaren Energiequelle zu machen. So liefert Drake beispielsweise 30 % glasverstärktes Victrex PEEK in Halbzeug, das in einem Projekt als Isoliermaterial verwendet wird.

Die Entwicklungskapazitäten von Drake Plastics beschleunigen die Innovationen der Kunden

Drake stellt routinemäßig fachkundige technische Ressourcen zur Verfügung, um Kunden bei der Entwicklung neuer Anwendungen und Materialformulierungen zu unterstützen, einschließlich Projekten im Bereich alternativer Energiesysteme. Unsere Kunden profitieren von unserem Fachwissen in den Bereichen Polymermaterialien, Formulierungen, Extrusionstechnologie und Präzisionsbearbeitung, um den Entwicklungszyklus für neue Mischungen und Komponentendesigns zu beschleunigen. In unserem hochmodernen Extrusionsbetrieb wandelt Drake Standard- und firmeneigene Polymerformulierungen in Halbzeuge für die Nachbearbeitung um. Unsere umfangreichen CNC-Fräskapazitäten und unser Fachwissen in der spanenden Bearbeitung bringen neue Produktprojekte mit schnellen Durchlaufzeiten für Präzisions-Testmuster und Prototypen neuer Komponentendesigns voran. Das physikalische Prüflabor von Drake dient als letzter Schritt bei der Bewertung und Validierung der Leistung neuer Produkte.

Diese Fähigkeiten bringen ein hohes Maß an Material- und Verarbeitungsexpertise in die neuen Technologieprojekte unserer Kunden ein, mit dem Vorteil, dass Entwicklungszeiten und -kosten verkürzt werden.

Alternative Energieanwendungen für Ultrahochleistungspolymere

  • Batterie- und Stromspeichersysteme verwenden Drake-Hochleistungspolymere wie Torlon PAI, Ryton R-4 PPS und PEEK für Isolatoren, Anschlüsse und langlebige Gehäuse.
  • Wasserstoffproduktions- und -speicherprozesse verlassen sich auf Torlon PAI Ventilsitze und Dichtungen, um bei kryogenen Temperaturen und hohen Drücken zuverlässig zu funktionieren. PEEK wird auch für Dichtungen und thermisch isolierende Komponenten für viele Anwendungen in der Wasserstoffversorgungskette verwendet.
  • Isolatoren und Abdeckungen für Kernkraftwerke aus Torlon PAI und PEEK halten der Strahlung stand, ohne dass sich ihre Eigenschaften wesentlich verschlechtern.
  • Bei Fusionsenergie-Forschungsprojekten werden Drakes Halbzeuge aus PEEK wegen ihrer isolierenden Eigenschaften verwendet.
  • Windkraftanlagen verlassen sich auf Torlon PAI für eine lange Lebensdauer in Spulen, Ölsammelrohren, Lager- und Verschleißteilen sowie strukturellen und isolierenden Komponenten.