大型發電機定子鐵心涂漆工藝質量控制

摘 要：針對當前大型發電機定子鐵心涂漆過程中容易出現的一些質量問題，從不同定子鐵心硅鋼片絕緣漆的性能參數、沖片涂漆設備參數和漆膜固化時間等方面詳細分析論述了這些涂漆工藝參數對涂漆工藝質量的影響，以達到提高沖片涂漆質量的目的。

關鍵詞：定子鐵心；涂漆工藝；漆膜厚度；粘度；固化

1 概述

大型發電機定子鐵心均采用表面涂有絕緣漆的硅鋼片疊壓而成，運行狀態下對其定子鐵心片間絕緣的要求很高。絕緣涂層不但要有適當的層間電阻率，還要有較高的表面附著力，在高溫和壓力的作用下不發生塑性變形，漆膜也需要有均勻的厚度等等。在已投入運行的不少電站曾出現過表面漆膜脫落、片間短路、鐵心松動和鐵心發熱等與定子鐵心涂漆質量有關的問題[1-3]。因此發電機定子鐵心沖片涂漆是發電機制造過程中關鍵工序，直接關系到電機運行的可靠性，必須嚴格控制涂漆工藝質量。

2 硅鋼片絕緣漆的種類

目前，國內外發電機定子鐵心硅鋼片絕緣漆主要采用有機漆和無機或半無機漆，各有優缺點。有機漆的優點是流動性好，涂漆工藝簡單。缺點是漆膜，耐熱等級低，燃點低，以及揮發出的有機物能造成環境污染和損容人體健康等[4]。對于無機或半無機硅鋼片漆，其優點是漆膜薄，硬度大，熱收縮性小，疊壓系數大，有效地防止了鐵心松動，縮小了電機的外型尺寸并改善了發電機的機電性能。因此，發達國家在電機定子鐵心硅鋼片絕緣上采用水溶性無機或半無機漆涂層較多[5]。但無機或半無機漆同時也存在下述問題：（1）由于是水性漆基，漆液的表面張力較大，流平性差。（2）無機填料的加入，降低了漆液的流動性，造成了硅鋼片漆涂漆工藝的復雜性。（3）采用國內通用的兩輥涂漆工藝，將產生較為嚴重的邊緣增厚現象。（4）采用國外通用的四輥涂漆工藝，造成硅鋼片斷面涂不上漆，使硅鋼片斷面生銹或造成硅鋼片片間短路。

3 影響定子鐵心涂漆質量的主要工藝參數

3.1 漆膜厚度

沖片漆膜厚度直接影響鐵心的疊壓系數、片間電阻率等參數，因此漆膜厚度首先要滿足電機制造廠家的圖紙、工藝文件、技術要求、技術標準的相關規定。

3.2 漆的粘度

粘度是硅鋼片絕緣漆性能中的一個重要指標。粘度的測定方法很多，包括流出杯，斯托默粘度計、落秋粘度計等等。根據標準規定，通常采用4#福特杯來測量定子沖片絕緣漆的粘度。

3.3 涂漆輥間隙

目前，國內外硅鋼片涂漆設備主要有兩輥涂漆機和四輥涂漆機兩種，兩種涂漆機各有自己的優、缺點和應用場合。兩輥涂漆機一般涂有機硅鋼片漆和填料少、粘度低半無機硅鋼片漆，其涂漆輥用羊毛氈套套在鋼棍上（冷套或熱套），其羊毛氈套的硬度肖氏40，長度為1.3-1.8m左右。兩輥之間壓力大，輥間間隙就小，漆膜就薄；反之，兩輥之間壓力小，輥間間隙就大，漆膜就厚。兩輥之間間隙與漆膜厚度基本成正比。四輥涂漆機一般用于刷涂水溶性無機或半無機漆，主要由兩個橡膠輥、兩個刮漆輥和刮漆板組成。其兩膠輥為光滑的氯丁橡膠輥，紹氏硬度為52-56。如果膠輥硬度大，沖片斷面就會涂不上漆，易生銹；如果膠輥硬度小，沖片斷面覆蓋率相對好，但漆膜厚度不均勻。無論是兩輥涂漆機還是四輥涂漆機，涂漆輥轉速快，涂層薄，涂漆輥轉速慢，涂層厚。此外，涂漆輥線速度應與洪爐傳送鏈環速度保持同步，以減少沖片背面劃痕。

3.4 漆膜固化時間

漆膜固化好與壞是沖片絕緣關鍵，也是絕緣電阻合格的重要指標之一。漆膜固化工藝過程分為：預熱段、固化段、揮發段三個階段，一定要按工藝要求保證沖片在爐體停留時間。沖片在爐體里停留時間根據爐體長短而定，沖片不能有不干或過燒現象，為保證漆膜固化好，爐溫與鏈速之間可相互補救。如爐溫固定，可調節鏈速即變化烘干時間，來保證漆膜固化質量；反之可以固定鏈速即烘干時間不變，通過調節爐溫來保證漆膜固化質量。也可以同時調節爐溫和鏈速來保證漆膜固化質量。漆膜不要過分固化，致使漆失去附著力或柔軟性。漆膜固化質量的好壞從外觀檢查只是一方面，可靠的是通過耐溶劑試驗和富蘭克林試驗來驗證沖片固化程度。

3.5 漆膜表面質量

涂漆質量的好壞最簡單直觀的方法就是漆膜表面質量的檢查，通常要保證涂漆后沖片正面表面要光滑，無氣泡，顏色均勻，沒有過熱和不干現象。在生產中發現沖片表面不光滑、有氣泡或表面張力大，可降低預熱段溫度或加入二甲基硅油，其用量是漆的重量萬分之一左右。涂漆后沖片反面不能有較大的劃痕、漏涂或擦掉漆的部位及漆熔渣現象（黑點）。不定時清理鏈環或在保證漆膜厚度前提下降低漆的黏度可減少沖片背面漆熔渣。

4 涂漆工藝質量檢查

在確定了影響沖片涂漆質量的主要工藝參數后，涂漆過程中要根據工藝參數確定出相應的質量控制檢查項目、方法及標準。無論是涂有機漆，還是無機或半無機漆，都應按下表所列項目、方法及標準進行檢查，控制涂漆工藝質量。

沖片涂漆后質量檢驗項目

5 結束語

大型發電機定子鐵心沖片涂漆是一個復雜的工藝過程，沖片涂漆處理是發電機制造過程中關鍵工序，影響因素很多，在實際生產制造過程中，很容易出現各種各樣質量問題。筆者從硅鋼片絕緣漆的類型、性能，涂漆設備和涂漆工藝參數等方面詳細的論述了如何控制鐵心涂漆工藝質量，可以很好預防及解決實際中出現質量問題，提高沖片涂漆高質量。這對于今后1000MW等級的水電項目和百萬核電項目等大型發電機定子鐵心涂漆工藝具有重要的參考價值。

參考文獻

[1]趙文航.國產600MW發電機定子鐵心松動治理與分析[J].電力技術，2010，19（5）.

[2]徐林.改造設備提高定子沖片涂漆質量[J].設備管理與維修，2014，1. [3]吳曙明.大容量汽輪發電機定子鐵心故障分析與預防[D].濟南：山東大學，2006.

[4]張忠海，高中來，等.水溶性半無機硅鋼片漆的涂漆工藝研究[J].大電機技術，1993，6：34-36.

[5]張顯又，費敏明，等.半無機硅鋼片漆對硅鋼片斷面涂漆影響因素的研究[J].絕緣材料，1991，3：45-48.

作者簡介：張蘭芝（1963，4-），女，職稱：工程師，現從事沖壓工藝工作。