Análise e seleção de polímeros para substituição de suporte e tampa de aerogeradores

Abstract

O presente trabalho visa estudar a viabilidade de substituição da matéria-prima de componente metálico presente em aerogeradores por material polimérico. O componente metálico em estudo é um conjunto composto por um suporte e uma tampa localizados no eixo do aerogerador. Este conjunto é utilizado como acesso para manutenção da graxa presente nos rolamentos. A aplicação do componente está submetida à temperatura máxima de 50ºC que o aerogerador pode atingir e ao contato com a graxa. A tampa e o suporte atualmente são feitos de aço carbono e são pintados. O objetivo deste trabalho é analisar a viabilidade de utilização de um material polimérico que atenda às condições de aplicação do conjunto suporte/tampa. Além disso, outra finalidade da substituição de matéria prima é reduzir o custo do componente e aumentar a lucratividade dos aerogeradores. Os polímeros selecionados para ensaio são o poli(acrilonitrilacobutadieno-co-estireno) (ABS), Polipropileno (PP) e Poliamida 6.6. Os materiais foram submetidos ao envelhecimento acelerado com e sem graxa para análise comparativa. E então, foram avaliados através de Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e ensaios de tração. Por fim, foi possível avaliar e determinar a viabilidade da substituição da matéria prima do componente. E, através das análises concluiu-se que o ABS foi a opção mais indicada visto que este não apresentou alteração em seu comportamento mecânico e estrutural através da comparação de resultados práticos e teóricos, e proporcionaria um saving de 94,6% anual à empresa em relação com o gasto do componente metálico atual.

The present work aims to study the possibility of replacing the raw material of metallic component present in wind turbines by polymeric material. The metallic component under study is a set composed of a support and a cover located on the shaft of the wind turbine. This set is used as access for maintenance of the grease present in the bearings. The application of the component is subject to the maximum temperature of 50ºC that the wind turbine can reach and to contact with the grease. The cover and support are currently made of carbon steel and they are painted. The objective of this work is to analyze the possibility of using a polymeric material that meets the application conditions of the support/cover set. In addition, another purpose of raw material replacement is to reduce component cost and increase the profitability of wind turbines. The polymers selected for testing are poly(acrylonitrile-cobutadiene-costyrene) (ABS), Polypropylene (PP) and the Polyamide 6.6 (PA6.6). The materials were subjected to accelerated aging with and without grease for comparative analysis. Then, they were evaluated by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and tensile tests. Finally, it was possible to evaluate and determine the possibility of replacing the raw material of the component. And, through the analysis, it was concluded that ABS was the most suitable option since It did not present any change in its mechanical and structural behavior through the comparison of practical and theoretical results, and It would also provide an annual saving of 94.6% to the company compared to the current metal component cost.