Greene Tweed diseña el futuro de la sostenibilidad
Tanto si trabaja en pozos petrolíferos profundos como si vuela a 40.000 pies de altura o fabrica semiconductores a escala nanométrica, necesita materiales y soluciones que puedan soportar las condiciones más exigentes del mundo. Ahí es donde entra Greene Tweed: desde los componentes de sellado y compuestos de hoy hasta los látigos para calesas de 1863, fabricados para rendir más cuando el fracaso no es una opción.
Ahora que el mundo está en transición hacia la energía limpia, nuestros ingenieros trabajan en la innovación, el desarrollo y el ensayo de materiales y soluciones necesarios para abordar los retos a los que se enfrentan las empresas que dan el salto a la sostenibilidad. Estas son las cuatro áreas clave en las que nos centramos, junto con algunas de nuestras soluciones más impactantes:
1. Hidrógeno: ¿Está preparado su equipo?
Los expertos técnicos de Greene Tweed colaboran estrechamente con innovadores del hidrógeno de todo el mundo. Como resultado, entendemos los obstáculos extremos a los que se enfrenta la industria del hidrógenoy estamos desarrollando activamente materiales avanzados y soluciones integrales diseñadas específicamente para abordar sus preocupaciones más acuciantes:
Resistencia RGD a baja temperatura en aplicaciones de hidrógeno gaseoso:
La descompresión rápida de gas (RGD) es un riesgo importante en los sistemas de hidrógeno gaseoso a alta presión. La liberación repentina de presión puede hacer que el hidrógeno, que penetra fácilmente en los elastómeros estándar, se expanda explosivamente y dañe los materiales. Los elastómeros de Greene Tweed, como Fusion® 938 (FKM) y Chemraz® 678 (FFKM), están diseñados para resistir situaciones extremas de RGD en sistemas de hidrógeno y dióxido de carbono. Probados según las normas ISO, ofrecen una resistencia excepcional en condiciones ricas en hidrógeno.
Sellado criogénico en hidrógeno líquido:
El hidrógeno almacenado como líquido criogénico plantea retos térmicos extremos, lo que hace que materiales comunes como los elastómeros sean frágiles e ineficaces. Utilizamos juntas Metal Spring Energized (MSE), que combinan juntas metálicas duraderas con revestimientos y diseños avanzados para minimizar la difusión de hidrógeno y la corrosión. Con experiencia en estanquidad criogénica para sectores como el de los semiconductores, nuestras soluciones están diseñadas para funcionar en estas condiciones.
Válvulas de alivio de alta presión y alta temperatura:
Las válvulas de alivio de presión (PRV) para hidrógeno y gases a alta presión suelen tener problemas de fluencia que hacen que el material se deforme con el tiempo. Arlon® 3000XT de Greene Tweed, un polímero PEEK reticulado, ofrece una solución superior con una excepcional resistencia a la fluencia, un rendimiento estanco y una fiabilidad a largo plazo bajo presiones y temperaturas extremas. Las pruebas realizadas en condiciones HPHT y los más de 10 años de uso de los clientes en el campo demuestran que Arlon® 3000XT supera a los materiales tradicionales como el PEEK relleno, lo que lo hace ideal para juntas, juntas tóricas y anillos de respaldo en sistemas de hidrógeno. Utilizado en válvulas de alivio de una empresa de soluciones de ingeniería de la lista Fortune 500, este asiento termoplástico avanzado garantiza un rendimiento y una vida útil óptimos incluso a presiones de hasta 20.000 psig.
Para aplicaciones que requieren propiedades mecánicas aún mayores, considere Arlon® 3160XT, nuestro material PEEK reticulado reforzado con vidrio. Ofrece una resistencia a la fluencia 20 veces superior y un rendimiento entre un 30 y un 70% mejor en condiciones de alta temperatura a corto plazo en comparación con el PEEK relleno de vidrio estándar. Esto hace que sea increíblemente duradero y fiable para sistemas de hidrógeno clave.
Mejora de las propiedades de desgaste y fricción:
El desgaste y la fricción plantean importantes retos debido a la baja lubricidad de las moléculas de hidrógeno. Esto provoca un aumento del calor y la degradación de los componentes con el paso del tiempo, acortando en última instancia su vida útil y dando lugar a costosas sustituciones. Arlon® 3000XT y sus compuestos ofrecen una excepcional resistencia al desgaste y baja fricción, prolongando la vida útil de los componentes en aplicaciones difíciles como válvulas industriales, accesorios de tuberías y vehículos impulsados por hidrógeno. Hemos realizado pruebas exhaustivas para validar que nuestro PEEK reticulado ofrece un rendimiento fiable en condiciones duras, reduciendo los costes de mantenimiento y proporcionando tranquilidad.
Compresión de hidrógeno más segura y rápida:
La compresión de hidrógeno en sistemas centrífugos plantea un reto único: los impulsores metálicos tradicionales no pueden soportar las altas velocidades necesarias y fallan antes de alcanzar esos límites. Para resolver este problema, hemos desarrollado un revolucionario impulsor de material compuesto capaz de funcionar a velocidades superiores a 600 m/s. Esta innovación garantiza una compresión segura y eficaz del hidrógeno en sistemas centrífugos. Esta innovación garantiza una compresión segura y eficiente del hidrógeno y establece un nuevo estándar de rendimiento.
2. Los obstáculos ocultos de la captura, utilización y almacenamiento de carbono
La captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS) es una herramienta fundamental para combatir el cambio climático, pero construir sistemas lo suficientemente robustos para aplicaciones exigentes no es tarea sencilla. Diseñar sistemas lo suficientemente resistentes para aplicaciones exigentes no es tarea fácil. Los disolventes a base de aminas son esenciales para el CCUS, ya que capturan eficazmente el dióxido de carbono (CO2) y el sulfuro de hidrógeno (H2S). Sin embargo, su naturaleza corrosiva puede dañar el material de los equipos, provocando fugas, caídas de presión y costosas paradas.
La selección de materiales es clave para superar estos retos. Los materiales estándar suelen fallar en los entornos agresivos creados por los disolventes a base de aminas, por lo que es esencial utilizar materiales avanzados. Greene Tweed ofrece Chemraz® 541, un perfluoroelastómero que resiste el hinchamiento y mantiene la integridad en contacto con las aminas. Las pruebas demuestran su durabilidad y fiabilidad, reduciendo las paradas imprevistas y alargando la vida útil de los equipos. Lo probamos sumergiéndolo en aminas, incluidas monoetanolamina (MEA), dietanolamina (DEA) y metildietanolamina (MDEA), y el material demostró una notable resistencia química a los tres disolventes, manteniendo un bajo volumen de hinchamiento, esencial para preservar la integridad de los componentes en entornos agresivos.
Para entornos de alta temperatura y alta presión comunes en aplicaciones CCUS, nuestro PEEK termoplástico avanzado, Arlon® 3000XT, proporciona una resistencia química y una estabilidad térmica superiores. Garantiza la fiabilidad a largo plazo en sistemas CCUS, reduciendo las sustituciones frecuentes.
3. A la altura de los retos de los combustibles de aviación sostenibles
Los combustibles de aviación sostenibles (SAF), alternativas a los combustibles de aviación tradicionales derivados del petróleo que minimizan los gases de efecto invernadero (GEI), son fundamentales para el compromiso de la industria de la aviación de reducir las emisiones de carbono. Sin embargo, la adopción con éxito de los SAF no está exenta de desafíos.
Reconociendo que el SAF sólo funcionará eficazmente en los aviones modernos si todos los sistemas de combustible están optimizados para él, hemos realizado pruebas rigurosas para garantizar que nuestros materiales puedan soportar las condiciones químicas, térmicas y mecánicas que presenta el SAF. Hemos evaluado varios FKM, incluidos los materiales Fusion® 731, Fusion® 772 y Fusion® 665 y la fluorosilicona FVMQ 409, tanto en SAF 100% como en mezclas de SAF, utilizando entornos operativos simulados con temperaturas elevadas y escenarios de cambio de fluidos.
El rendimiento de nuestros compuestos de FKM (Fusion® 731, 772, 665) fue sobresaliente, demostrando propiedades consistentes y fiables en todas las formulaciones SAF probadas. En particular, estos compuestos se comportaron excepcionalmente bien en las tres formulaciones SPK y las mezclas 50/50 con fluido de control, así como en las mezclas 20% SAK con tres mezclas diferentes 80% SPK. Los tres elastómeros FKM también se comportaron notablemente bien cuando se expusieron a temperaturas extremas durante condiciones simuladas de "secado", manteniendo su integridad y funcionalidad. Esto pone de manifiesto su durabilidad, adaptabilidad e idoneidad para condiciones difíciles. Sin embargo, en el caso del FMVQ 409, debido a su mayor caída de dureza, hinchamiento inconsistente y datos de secado variables, recomendamos realizar pruebas específicas de aplicación final antes de utilizarlo en mezclas SPK o SAK en las que puedan producirse cambios de combustible o condiciones de secado.
Estos resultados ponen de relieve la robustez de nuestros tres elastómeros FKM (Fusion® 731, 772, 665) y su capacidad para rendir bajo las tensiones de los entornos SAF.
4. Enfrentarse a los bloqueos de las baterías
El almacenamiento de energía es otra área clave de la cadena de valor de las energías limpias, ya que proporciona a los clientes flexibilidad y fiabilidad en el suministro energético. Esto es especialmente importante, ya que las fuentes de energía renovables siguen creciendo y suministran una parte cada vez mayor de la energía a los consumidores. Entre las diversas tecnologías para el almacenamiento de energía de larga duración, las baterías se perfilan como el mercado de más rápido crecimiento, mientras que, por detrás de la hidroeléctrica de bombeo en utilización, están ganando terreno rápidamente.
Como mercado dinámico y en evolución, el de las baterías ha impulsado numerosas investigaciones y desarrollos tecnológicos para mejorar el rendimiento y la seguridad generales de las baterías, así como sus aspectos de sostenibilidad, especialmente con la creciente importancia de los ciclos de vida de las baterías, afrontando los retos. Algunos de ellos son las fugas, que podrían comprometer el rendimiento de la pila, un entorno operativo corrosivo, que podría reducir la eficiencia del proceso, y el desbordamiento térmico, que supone un riesgo de incendio. La selección del material adecuado ayuda a evitar estos posibles problemas.
Arlon® 3160XT, nuestro material PEEK reticulado reforzado con vidrio, demuestra un rendimiento térmico mejorado en comparación con el PEEK estándar para carcasas de baterías. Además, nuestros materiales compuestos, como WR® 600 y XR®-1, pueden ofrecer una gran resistencia química a los disolventes corrosivos utilizados en el reciclaje de baterías, completando el ciclo de vida de las baterías de forma sostenible. En Greene Tweed, seguimos evaluando nuestros productos para abordar adecuadamente los puntos débiles.
Permítanos ayudarle a superar sus retos más difíciles
Crear un futuro sostenible no es fácil, pero no tiene por qué enfrentarse a los retos solo. En Greene Tweed, nos enorgullecemos de ser su socio en innovación y de ayudar a sus ingenieros a optimizar el rendimiento en las condiciones industriales más duras del mundo.
Póngase en contacto con nosotros hoy mismo para saber cómo Greene Tweed puede apoyar sus proyectos de energía limpia.