Les demi-produits en polymère ultra-hautes performances et lespièces usinées et pièces Drake ont des décennies d’histoire d’applications fiables en service sévère qui peuvent aider à résoudre les défis de conception de composants comparables dans les systèmes d’énergie alternative.

Résistance chimique et durabilité des systèmes de stockage de l’énergie par batterie

La prolifération des systèmes d’énergie de substitution a créé le besoin de capter l’excédent d’énergie qu’ils génèrent et de le stocker afin qu’il puisse être distribué ultérieurement à la demande. Les installations de stockage par batterie à grande échelle sont de plus en plus utilisées pour répondre à ce besoin. Ces unités, ainsi que les matériaux et les composants qui les composent, doivent fonctionner de manière fiable dans des environnements extrêmes, humides, arides, froids et chauds, partout dans le monde.

Le Torlon PAI, le PEEK, le Ryton R-4 PPS et le UltemTMPEI de Drake Plastics offrent les propriétés d’isolation électrique et thermique et d’isolement requises pour les isolateurs, les connecteurs et les composants similaires de ces systèmes de stockage d’énergie. Tous ont une résistance chimique exceptionnelle. Ces matériaux à ultra-hautes performances se caractérisent également par un module et une stabilité dimensionnelle élevée pour servir les applications qui nécessitent une rigidité sous charge à des températures élevées. En outre, leur résistance aux chocs confère une certaine durabilité aux boîtiers des composants, ce qui constitue un avantage particulier pour les installations dans des environnements froids

Performances à des températures extrêmes dans la production et le stockage de l’hydrogène

Des températures cryogéniques et des pressions élevées sont utilisées pour liquéfier l’hydrogène en vue de sa transportabilité et de son utilisation future dans de nombreuses applications, notamment les engins spatiaux. Ces conditions de traitement réduisent considérablement la gamme de matériaux candidats pour les composants d’étanchéité qui sont essentiels à l’intégrité des réservoirs de stockage. Le Torlon PAI a une longue histoire de performances fiables dans ce domaine. Sa capacité unique et exceptionnelle à conserver ses propriétés physiques à des températures cryogéniques a conduit à l’utilisation de ce polymère ultra performant dans des joints et des sièges de soupape usinés avec précision qui fonctionnent efficacement dans les conditions rigoureuses impliquées dans le traitement et le stockage de l’hydrogène.

Outre le Torlon PAI, le PEEK est également utilisé avec succès depuis des années comme matériau haute performance pour les joints et les composants critiques utilisés dans les applications d’isolation, de compression, de stockage et de distribution dans la chaîne d’approvisionnement en hydrogène. Les principaux avantages de l’utilisation de ces deux matériaux sont la légèreté et un rapport résistance/poids supérieur à celui des métaux, une plus grande résistance à l’usure dans des conditions hydrodynamiques et de frottement, et leur capacité à conserver leurs propriétés dans une large gamme de températures extrêmes.

Conservation des biens dans les composants des systèmes de production d’énergie nucléaire

Par nécessité, certains équipements et composants sont isolés et exposés aux rayonnements dans certaines zones des centrales nucléaires. Une condition essentielle pour les thermoplastiques dans ces applications dans les installations nucléaires est leur capacité à résister à l’exposition aux radiations sans se dégrader et sans perdre un niveau significatif de leurs propriétés physiques. L’une des principales préoccupations est l’effet de l’exposition à des rayons élevés sur la résistance et la ductilité d’un matériau, afin de garantir que les composants restent intacts en cas de contraintes et de chocs.

Afin de déterminer les matériaux candidats viables pour les applications de l’énergie nucléaire, l’American Composites Manufacturing Learning Center a effectué des tests approfondis sur une variété de thermoplastiques. Le Centre a évalué des dizaines de polymères en exposant des spécimens de test à des niveaux de radiation de10 3 à10 9 rads, puis en comparant leurs propriétés physiques avec les valeurs originales avant le test. À des niveaux de test de10 6 rads et plus, très peu de thermoplastiques ont montré la conservation de propriété requise. Cependant, le Torlon 5030 PAI, un polymère renforcé à 30 % de verre que Drake Plastics extrude en demi-produit standard pour l’usinage, a passé les tests à10 9rads, le niveau d’exposition le plus élevé. Le Victrex PEEK, un autre polymère que Drake convertit en demi-Produit et pièces à ultra-hautes performances, a également réussi à10 9 rads. Le PEI Ultem 2300 renforcé de 30 % de verre, que Drake fournit dans ses configurations uniques et efficaces Seamless Tube®, a également démontré une conservation impressionnante de ses propriétés à10 8 rads. Lien vers l’étude des radiations

Les performances de ces polymères à ultra-hautes performances ont conduit à leur utilisation pour les isolateurs, les couvertures et d’autres applications dans les installations d’énergie nucléaire, y compris celles qui alimentent les sous-marins de la marine américaine.

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Polymères à entretien minimal pour les composants des éoliennes

Les bagues, les patins d’usure et autres composants qui tournent et glissent sous de fortes charges sont similaires aux applications d’autres industries où la gamme de grades PEEK et PAEK Torlon® PAI, VictrexTMet KetaSpire® de Drake est reconnue pour ses performances à long terme. Certains grades de ces thermoplastiques à haute performance présentent un avantage supplémentaire : ils ne nécessitent pas de lubrification externe. Les moyeux de rotor porteurs et les composants de boîte de vitesses fabriqués à partir de différents grades de polymères Torlon PAI et PEEK fonctionnent plus silencieusement que les pièces en métal, et conservent une résistance élevée et une stabilité dimensionnelle sur de larges plages de températures. Autre avantage : leur résistance intrinsèque à la corrosion, même après une exposition de longue durée à des environnements chauds et humides.

Les boîtes de vitesses de ces unités extérieures sont soumises à de fortes contraintes dues aux rafales de vent et aux coups de vent. Sans une surveillance constante et une maintenance prédictive, les défaillances peuvent être catastrophiques. Les systèmes utilisés pour la surveillance des équipements de lubrification reposent sur des bobines Torlon PAI, des tubes de confinement d’huile et d’autres composants structurels et isolants qui peuvent résister à l’environnement de fonctionnement et offrir un signal non perturbé à l’électronique sophistiquée qui surveille et caractérise les particules d’usure métalliques des roulements et des engrenages.

Résistance à la corrosion dans la production d’énergie marémotrice et les systèmes géothermiques

Ces technologies énergétiques reposent également sur des turbines et des composants de systèmes rotatifs et coulissants tels que les joints et les pièces de roulement et d’usure qui doivent fonctionner à long terme. Dans ces applications, le PAI et le PEEK de Torlon apportent des avantages significatifs par rapport aux métaux, dont le taux de corrosion s’aggrave avec l’augmentation des niveaux de pH naturels. C’est un problème particulier pour les matériaux métalliques dans l’eau chaude et la vapeur, un environnement dans lequel les matériaux haute performance de Drake Plastics fonctionnent de manière fiable depuis de nombreuses années. Les formulations spécifiques de ces polymères haute performance ne nécessitent aucune lubrification externe, ce qui permet de réduire la fréquence et le coût de la maintenance.

Matériaux isolants pour les équipements de distribution d’énergie électrique en aval

Les équipements de distribution d’énergie associés aux technologies d’énergie renouvelable constituent un autre domaine d’application pour le Torlon PAI, le Ryton R-4 PPS, le Ultem PEI et le PEEK. Ces polymères offrent une résistance et une stabilité associées aux propriétés d’isolation thermique et électrique et d’isolation que ces composants requièrent.

Polymères haute performance dans la recherche et le développement de l’énergie de fusion

Les polymères à ultra-hautes performances de Drake Plastics jouent un rôle dans le nombre croissant de projets de recherche visant à développer la fusion comme source d’énergie viable. À titre d’exemple, Drake fournit du Victrex PEEK renforcé de verre à 30 % sous forme de briques qui sont utilisées dans un projet comme isolants.

Les capacités de développement de Drake Plastics accélèrent les innovations de ses clients

Drake fournit régulièrement des ressources techniques expertes pour soutenir les efforts des clients dans le développement de nouvelles applications et formulations de matériaux, y compris des projets dans les systèmes d’énergie alternative. Les clients tirent parti de notre expertise en matière de matériaux polymères, de formulations, de technologies d’extrusion et d’usinage de précision pour accélérer le cycle de développement de nouveaux composés et composants. Dans notre opération d’extrusion de pointe, Drake convertit des formules de polymères standard et exclusives endemi-produit standard pour l’usinage. Nos importantes capacités de fraisage CNC et notre expertise en matière d’usinage permettent de faire avancer les projets de nouveaux produits grâce à des délais d’exécution rapides pour les échantillons d’essai de précision et les prototypes de nouvelles conceptions de composants. Le laboratoire d’essais physiques de Drake constitue l’étape finale de l’évaluation et de la validation des performances des nouveaux produits.

Ces capacités permettent d’injecter un haut niveau d’expertise en matière de matériaux et de traitement dans les projets de nouvelles technologies de nos clients, ce qui a pour avantage de réduire les délais et les coûts de développement.

Applications énergétiques alternatives pour les polymères à ultra-hautes performances

  • Les systèmes de batteries et de stockage d’énergie utilisent les polymères haute performance Drake comme le Torlon PAI, le Ryton R-4 PPS et le PEEK pour les isolateurs, les connecteurs et les boîtiers durables.
  • Les procédes de production et de stockage de l’hydrogène comptent sur les sièges et les joints de vannes Torlon PAI pour fonctionner de manière fiable à des températures cryogéniques et à des pressions élevées. Le PEEK est également utilisé pour les joints et les composants d’isolation thermique dans de nombreuses applications de la chaîne d’approvisionnement en hydrogène.
  • Les isolateurs et les couvertures des systèmes d’énergie nucléaire en Torlon PAI et PEEK résistent à l’exposition aux radiations sans dégradation significative de leurs propriétés.
  • Les projets de recherche sur l’énergie de fusion utilisent les formes de Drake en PEEK pour leurs propriétés isolantes.
  • Les éoliennesfont confiance au Torlon PAI pour leur longue durée de vie dans les bobines, les tubes de rétention d’huile, les pièces de roulement et d’usure et les composants structurels et isolants.