發(fā)電機(jī)定子鐵心沖片水溶性漆一次涂漆工藝的研究

楊 洲，張曉漫

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發(fā)電機(jī)定子鐵心沖片水溶性漆一次涂漆工藝的研究

楊 洲1, 2，張曉漫1

（1. 哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱 150040；2. 工程電介質(zhì)及其應(yīng)用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱 150080）

本文對8種不同硅鋼底材與3種硅鋼片漆的組合進(jìn)行工藝研究，為定子沖片涂漆性能研究、固化涂層性能的評(píng)定提供了一種可靠、全面的考核方法。最終確定了成熟可靠的水溶性硅鋼片漆一次涂漆工藝，研究成果在產(chǎn)品中獲得應(yīng)用。

發(fā)電機(jī)；定子沖片；絕緣涂層；一次涂漆工藝；水溶性漆

0 前言

伴隨著發(fā)電機(jī)單機(jī)容量的不斷增加，人們對電機(jī)運(yùn)行可靠性的要求逐漸增高，作為直接影響電機(jī)可靠性的定子鐵心絕緣越來越受到發(fā)電機(jī)制造企業(yè)的重視。現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)文明程度的提高、環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，讓人類更加注重自身的健康和生存環(huán)境的清潔，用水溶性漆替代有溶劑漆作為定子沖片絕緣涂層，已經(jīng)成為了各大發(fā)電制造企業(yè)的共識(shí)。為了提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)水溶性漆的一次涂漆工藝也成為科研人員重點(diǎn)研究的方向。

一次涂漆工藝的實(shí)現(xiàn)，除了需要對涂漆工藝進(jìn)行細(xì)致研究以解決水溶性漆邊緣增厚效應(yīng)等問題外，還需對硅鋼片預(yù)涂層性能、硅鋼片漆性能以及二者的相容性進(jìn)行全面、系統(tǒng)的考核，這樣才能保證最終產(chǎn)品性能的優(yōu)異、可靠。

本文制定了系統(tǒng)的工藝考核評(píng)定方案，對國內(nèi)外共計(jì)8種帶預(yù)涂層的無取向硅鋼產(chǎn)品的預(yù)涂層性能、涂漆工藝、再涂相容性等進(jìn)行全面的考核評(píng)定，確定最優(yōu)的底材與硅鋼片漆組合，保證產(chǎn)品涂層性能的穩(wěn)定、可靠，為涂漆工藝的研究提供了系統(tǒng)的評(píng)定方法。

1 研究方案

本文選取了國內(nèi)外主要的8種帶預(yù)涂層無取向硅鋼產(chǎn)品作為試驗(yàn)底材，其中A試樣預(yù)涂層為EB5002M，B試樣預(yù)涂層為E1151E，C試樣預(yù)涂層為E1151E，D試樣預(yù)涂層為EB5308，E試樣預(yù)涂層為普通含鉻涂層，F(xiàn)試樣預(yù)涂層為廠家自主開發(fā)水溶性涂層，G試樣預(yù)涂層為E1151E，H試樣預(yù)涂層為EB5002M。分別使用三種在哈電有良好使用經(jīng)驗(yàn)的進(jìn)口及國產(chǎn)水溶性硅鋼片漆進(jìn)行涂覆固化。對總計(jì)24組底材與硅鋼片漆組合進(jìn)行全面的涂層性能試驗(yàn)評(píng)定，篩選出最優(yōu)組合，并應(yīng)用于產(chǎn)品生產(chǎn)。

2 底材性能檢測

在試驗(yàn)室中對8種底材按照產(chǎn)品沖片的生產(chǎn)過程進(jìn)行了沖制和去毛刺處理。隨后對其涂層性能進(jìn)行了檢測，檢測項(xiàng)目包括外觀、涂層厚度、耐溶劑性、柔韌性、附著性、絕緣性能等，所有試樣的試驗(yàn)檢測結(jié)果均滿足考核指標(biāo)。使用MINITEST 600覆層測厚儀對去毛刺處理后的試樣的雙面漆膜厚度進(jìn)行測試，每面分別在距沖片齒部、軛部30~40mm處測量8點(diǎn)，中部測量2點(diǎn)，共計(jì)10點(diǎn)涂層厚度的試驗(yàn)結(jié)果及平均值如圖1所示。圖中曲線的波動(dòng)性越小、實(shí)測曲線越靠近平均值、正反面曲線差距越小，說明預(yù)涂層的漆膜均勻性越好。

3 涂漆工藝調(diào)試及涂層性能評(píng)定

底材涂層性能檢測完成后，對涂漆設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，最終確定了適宜的工藝參數(shù)，使涂層性能達(dá)到最佳狀態(tài)。涂漆工藝記錄見表1。

涂漆后，將沖片制成標(biāo)準(zhǔn)試樣，進(jìn)行涂層性能檢測，試驗(yàn)項(xiàng)目及結(jié)果如下：

3.1 漆膜外觀試驗(yàn)

每種試樣隨機(jī)抽取2片，目測外觀。漆膜外觀應(yīng)光滑平整、顏色均一，無色斑、凸起顆粒、漏凃等現(xiàn)象。

如試樣漆膜外觀存在問題，會(huì)對裝壓過程及機(jī)組安全運(yùn)行產(chǎn)生重大影響。因此需及時(shí)查明問題原因。

3.2 漆膜附著力試驗(yàn)

用百格刀進(jìn)行測試。試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為ISO 2409-2007《色漆和清漆漆膜的劃格試驗(yàn)》，該標(biāo)準(zhǔn)將漆膜附著力分為0~5共6個(gè)等級(jí)，0級(jí)最好。每種試樣測試5片，試樣規(guī)格50mm×100mm。

如所有試樣測試結(jié)果均為0~1級(jí)，則證明在相應(yīng)的涂漆工藝下，該組試樣的漆膜粘接力良好。

3.3 漆膜耐溶劑試驗(yàn)

隨機(jī)從每組試樣中抽取2片進(jìn)行試驗(yàn)。在試樣上滴幾滴丙酮，保留25s后用清潔的布用力擦拭。觀察漆膜的外觀。

試樣的漆膜未出現(xiàn)褶皺或被擦掉的現(xiàn)象，則證明其在涂覆烘干后完全固化。

3.4 漆膜柔性試驗(yàn)

每種試樣測試5片，試樣規(guī)格25mm×200mm。將試樣在一個(gè)Ф5mm的軸上彎曲180°，隨后觀測漆膜外觀變化。

該試驗(yàn)用來檢測漆膜粘結(jié)強(qiáng)度，確定漆膜是否過分固化。如漆膜不出現(xiàn)裂縫且彎曲外表面無漆脫落現(xiàn)象，則證明粘接強(qiáng)度合格，漆膜沒有過分固化。

3.5 富蘭克林試驗(yàn)

（1）常態(tài)富蘭克林試驗(yàn)

每種試樣抽取5片，試樣規(guī)格200mm×100mm。用RTD-1型表面電阻測試儀進(jìn)行測量（壓力：750PSI；電壓：0.5V；溫度：150℃），電流穩(wěn)定后，記錄電流值。

為充分滿足機(jī)組運(yùn)行時(shí)涂層的絕緣性能要求，測試電流值不應(yīng)超過0.05A。

（2）燒損后富蘭克林試驗(yàn)

每種試樣抽取5片，試樣規(guī)格200mm×100mm。將試樣在高溫600℃燒損2h后降至室溫，用RTD-1型表面電阻測試儀進(jìn)行測量（壓力：750PSI；電壓：0.5V；溫度：150℃），電流穩(wěn)定后，記錄電流值。

為充分滿足機(jī)組運(yùn)行時(shí)涂層的絕緣性能要求，測試電流值不應(yīng)超過0.13A。

對24組試樣進(jìn)行試驗(yàn)評(píng)定，對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行整理、匯總，詳見表2。只有全部試驗(yàn)全部合格的底材與面漆組合，才能被判定為涂漆工藝及涂層性能通過考核。

表1 工藝過程記錄表

4 產(chǎn)品應(yīng)用

根據(jù)涂層性能檢測的結(jié)果，綜合考慮采購成本等因素，最終選定“C試樣+a漆”的組合在塔山3號(hào)和徐礦1號(hào)機(jī)組進(jìn)行應(yīng)用。兩臺(tái)機(jī)組的定子沖片生產(chǎn)采用一次涂漆工藝，從硅鋼帶進(jìn)廠檢驗(yàn)、車間涂漆、涂層檢驗(yàn)、到成品裝壓全程跟蹤把關(guān)，確保產(chǎn)品質(zhì)量。兩臺(tái)機(jī)組絕緣涂層表現(xiàn)良好，機(jī)組順利出廠。成品沖片如圖2所示。

圖2 成品沖片

表2 試驗(yàn)匯總表

注：表格中對8種底片配合3種硅鋼片漆的試樣試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，如試驗(yàn)結(jié)果符合指標(biāo)要求則標(biāo)記“√”，結(jié)果不符合指標(biāo)則標(biāo)記“×”。

5 結(jié)論

（1）本文對不同硅鋼底材與硅鋼片漆組合進(jìn)行工藝研究，為定子沖片涂漆工藝問題的解決提供了一種可靠、全面的考核方法。

（2）通過本文的研究，確定了成熟可靠的一次涂漆工藝，研究成果在產(chǎn)品中獲得了應(yīng)用。

（3）針對硅鋼片預(yù)涂層與硅鋼片漆的配合使用進(jìn)行了全面系統(tǒng)的研究，積累了豐富的數(shù)據(jù)資料，為今后相關(guān)領(lǐng)域研究工作的開展提供了基礎(chǔ)，具有重要的借鑒意義。

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Research of One-time Painting Process and Properties for Generator Stator Core Laminations

YANG Zhou1, 2, ZHANG Xiaoman1

(1. Harbin Institute of Large Electrical Machinery, Harbin 150040, China; 2. Key Laboratory of Engineering Dielectrics and Its Application, Ministry of Education, Harbin 150080, China)

In this paper, it presents the process research and properties evaluation about the combination of 8 different generator stator core laminations and 3 kinds of steel sheet vanish, which provides a reliable and comprehensive assessment method for the research of painting process and evaluation of coating performance. The mature and reliable one-time painting process is determined, and the research results are applied in the product.

generator; stator core; insulation coating; one-time painting process; paint soluble in water

TM305.2

A

1000-3983(2017)04-0038-04

2017-03-15

楊洲(1985-)，2011畢業(yè)于哈爾濱理工大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)專業(yè)，碩士，現(xiàn)從事發(fā)電機(jī)絕緣工作，工程師。