Алюминалық оқшаулағыш: фарфор шыдай алмаған жерде тірі қалған материал

Үлкен керамикалық плитка зауытын кеңейтудің алғашқы кезеңдерінде инженерлік топ үнемі қайталанатын мәселеге тап болды. Роликті пештердегі қыздыру элементтерін ұстап тұратын жоғары кернеулі оқшаулағыштар алаңдатарлық қарқынмен істен шығып жатты. Алғашқы фарфор оқшаулағыштар жарылып немесе бетіндегі трассировка дамуына байланысты тек 8–14 айға ғана шыдады, бұл электр ақауларына әкеліп, жоспарланбаған тоқтатуларға мәжбүр етті. Әрбір ақау өндірістің жоғалуына және қымбат шұғыл ауыстыруларға әкелді. Бірнеше түрлі фарфор сорттарын сынап көргенімізге қарамастан нақты жақсарту болмағандықтан, біз сол пеш бөлімшелерінде 95 % алюминалық оқшаулағыштарды сынауға шешім қабылдадық.

Алюминалық оқшаулағыштар синттелген алюминий оксидінен, әдетте 92–99,5 % тазалық диапазонында дайындалады. Алюминалық мөлшері артқан сайын электр оқшаулауы, механикалық беріктік және жоғары температураға төзімділік қасиеттерінің үйлесімі жақсарады. Бұл бөлшектер құрғақ басу немесе изостатикалық басу әдісімен қалыптасып, 1500 °C-тан жоғары температурада күйдіріледі. Қысыммен тығыздалған микроқұрылым оларға тамаша диэлектрлік беріктік пен көптеген басқа керамикаларды бұзатын термиялық циклдерге төтеп беру қабілетін береді.

Спецификацияны өзгерткен салыстыру

Біз бірдей пештің көршілес аймақтарына 95 дана % маркалы алюминалық және жоғары сапалы фарфор оқшаулағыштардың жұптасқан жиынтықтарын орнаттық. Екі жиынтық та бірдей жағдайда жұмыс істеді: 1180–1220 °C температурада үздіксіз қызмет көрсету және қосу–өшіру кезінде жиі термиялық циклдер. 24 айдан кейін біз келесі нәтижелерді тіркедік:

• Фарфор оқшаулағыштар: 37 % ақаулық деңгейі. Көптеген ақаулар термиялық соққыдан пайда болған жарықтар немесе беттік тракинг салдарынан флешоверге әкелді. Ауыстыруға дейінгі орташа қызмет ету мерзімі 11 ай болды. Бірнеше бірлік тек 6 айдан кейін-ақ глазурдағы көрінетін зақымдануды және ағып кету тогының артуын көрсетті.
• 95 % алюминалық оқшаулағыштар: 4 % ақаулық деңгейі. Аз ғана ақаулар материалдың бұзылуынан емес, техникалық қызмет көрсету кезінде болған механикалық соққыдан пайда болды. Орташа қызмет ету мерзімі 28 айдан асты, және сынақ аяқталған кезде көптеген құрылғылар әлі де тамаша күйде болды. Ағып кету тогы тұрақты болып қалды, және қайталанатын термиялық циклдерден кейін де беттік трекинг байқалмады.

Жұмыс істемеу уақытының айырмашылығы айтарлықтай болды. Алюминалық оқшаулағыштармен жабдықталған күйдіргіш пештің бөлімшелері сынақ кезеңінде жоспарлы түрде тек екі оқшаулағышты ауыстыруды қажет етті, ал фарфор бөлімшелерінде 14 ауыстыру қажет болды. Өндірістің жоғалуы, алмастыру жұмыстары мен қосалқы бөлшектерді қоса алғанда, жалпы шығындарды есептегенде, бастапқы сатып алу бағасы жоғары болғанына қарамастан, алюминалық оқшаулағыштар бір айлық пайдалануға шаққанда 63 %-ға төмен шығын көрсетті.

Неліктен алумина талапшыл жағдайларда жақсырақ нәтиже көрсетеді

Алюминаның жылулық кеңею коэффициенті көптеген фарфорларға қарағанда төмен және біркелкі, бұл тез қыздыру және салқындату кезінде ішкі кернеулерді азайтады. Оның жоғары жылу өткізгіштігі сонымен қатар жергілікті ыстық нүктелерді сейілтуге көмектеседі. Электрлік тұрғыдан алғанда, 95 % % алюмина бөлшектерінде диэлектрлік беріктік әдетте 15 кВ/мм-ден жоғары, ал бөлме температурасында көлемдік кедергі 10¹⁴ Ω·см-ден әлдеқайда жоғары болады; бұл көрсеткіштер фарфор ыдырай бастайтын жоғары температураларда да тұрақты қалады.

Өнеркәсіптік газ қозғалтқыштарының свеча оқшаулағыштарын қамтыған тағы бір жобада біз 99 % алюминаны дәстүрлі стеатиттік корпуспен салыстырдық. 850 °C-ге жуық ең жоғары температурада үздіксіз 8 000 сағат жұмыс істегеннен кейін, альмина оқшаулағыштарында оқшаулау кедергісінің өлшенетін төмендеуі байқалмады, ал стеатиттік бөлшектерде микрожарықтар пайда болып, ағып кету тогы 40 %-ға артты. Алюминалық оқшаулағыштар орнатылған қозғалтқыштарда жарылыс жібермеу жағдайлары азайып, техникалық қызмет көрсету жиілігі төмендеді.

Нақты орнатулардан алынған практикалық ескертулер

Барлық қолданбаларға ең жоғары тазалық дәрежесі қажет емес. Көптеген күйдіргіш пештер мен домналарда 92–95 % алюмина ең жақсы өнімділік пен шығын арасындағы тепе-теңдікті қамтамасыз етеді. 1300 °C-тан жоғары немесе күшті редуктивті ортада 99 % немесе тіпті 99.5 % алюмина қажет болады. Алюмина қышқылға төзімсіз болғандықтан, орнату кезінде оны абайлап ұстау маңызды — бөлшекті түсіріп алу немесе бекіту құралдарына біркелкі емес момент қолдану қызмет көрсету кезінде ғана байқалатын жасырын жарықтарға әкелуі мүмкін.

Тәжірибе көрсеткендей, ең үлкен жақсартулар оқшаулау материалымен қатар бүкіл тірек жүйесін қайта қараған кезде жүзеге асады. Дұрыс аралықты сақтау, нүктелік жүктемелерден аулақ болу және икемді тығыздағыштар немесе серіппелерді қолдану қызмет ету мерзімін одан әрі ұзартады. Бетіндегі ластану мен механикалық зақымдануды үнемі тексеру маңызды болып қала береді, дегенмен жоғары температуралы ортада алюминаға қарағанда фарфор әлдеқайда көп көңіл бөлуді қажет етеді.

Алюминалық оқшаулағыштар нарықтағы ең арзан нұсқа емес, бірақ сенімділік өндіріс көлеміне немесе қауіпсіздікке тікелей әсер ететін қолданбаларда олар меншіктің жалпы иелік шығындарын үнемі төмендетеді. Тек бастапқы бағаға ғана емес, нақты қызмет ету мерзімі мен ақау түрлерін бақылайтын зауыттар ең маңызды электр оқшаулау қажеттіліктері үшін алюминаны стандарт ретінде қабылдайды. Температуралық циклдердің қайталануы, жоғары кернеу және ұзақ қызмет аралықтары жағдайында алюмина жүйелерді тоқтатпай жұмыс істетуге мүмкіндік беретін материал ретінде өзін талай мәрте дәлелдеді, ал ол келесі техникалық қызмет көрсету мәселесіне айналмайды.