Алюминалык изолятор: фарфор чыдай албаган жерден аман калган материал

Чоң керамикалык плитка заводу кеңейген алгачкы күндөрү инженердик команда кайталанып турган көйгөйгө туш болду. Роликтерден турган мештердин ичиндеги жылытуу элементтерин кармап турган жогорку чыңалуудагы изоляторлор тынчсыздандырарлык ылдамдыкта бузулуп жатты. Баштапкы фарфор изоляторлор жарылып же беттик издөө пайда болуп, электр ажырымдарын жаратып, күтүүсүз токтотууларга мажбур кылгандыктан, болгону 8–14 айга гана чыдаган. Ар бир бузулуу өндүрүштүн жоголушуна жана кымбат баалуу шашылыш алмаштырууларга алып келди. Бир нече ар кандай сорттогу фарфорлорду сыноодон натыйжа чыкпай, биз ошол эле мештин бөлүктөрүндө 95 % алюмина инсуляторлорун сыноого чечтик.

Алюмина изоляторлору синтeрлeнгeн алюминий оксидинен жасалып, адатта 92%дан 99,5%га чейин тазалыкта болот. Алюминанын курамы жогору болгондо электр изоляциясы, механикалык бекемдик жана жогорку температурага туруктуулук жакшыраак болот. Бул бөлүктөр кургак басуу же изостатикалык басуу жолу менен формаланып, 1500 °Cден жогору температурада күйгүзүлөт. Тыгыз микроструктура аларга мыкты диэлектрдик чыдамдуулукту жана көптөгөн башка керамикаларды жок кылган термикалык циклди чыдамкай өткөрүү жөндөмүн берет.

Спецификацияны өзгөрткөн талаа салыштыруу

Биз бир эле мештин кошуна аймактарына 95 даана % маркасындагы алюмина жана жогорку сапаттагы фарфор изоляторлордун жупташкан топтомдорун орноттук. Эки топтом тең бирдей шартта иштеди: 1180–1220 °C температурада үзгүлтүксүз кызмат кылып, күйгүзүү жана өчүрүү учурунда көп жолу термикалык циклдерге дуушар болду. 24 айдан кийин биз төмөнкү натыйжаларды каттадык:

• Фарфор изоляторлор: 37 % бузулуу ылдамдыгы. Көпчүлүк бузулуулар термикалык соккудан жаралган жарака же беттик тракингден улам флеш-оверге алып келген. Орточо кызмат мөөнөтү алмаштырууга чейин 11 ай болгон. Бир нече бирдик 6 айдан кийин эле глазурда көрүнүүчү зыян жана агып кетүү токтун көбөйүшүн көрсөткөн.
• 95 % алюмина инсуляторлору: 4 % бузулуу ылдамдыгы. Аз сандагы бузулуулар материалдын бузулушунан эмес, тейлөө учурундагы механикалык соккудан улам болгон. Орточо кызмат мөөнөтү 28 айдан ашты, жана сыноону токтоткондо көптөгөн түзүлүштөр мыкты абалда болчу. Агып кетүүчү ток туруктуу бойдон калды, жана кайталанган термикалык циклдерден кийин да беттик трекинг байкалган жок.

Токтоп туруу убактысынын айырмасы өтө чоң болду. Алumina изоляторлору орнотулган мештин бөлүктөрү сыноо мезгилинде болгону эки жолу пландалган изолятор алмаштырууну талап кылды, ал эми фарфор бөлүктөрү 14 жолу алмаштырууну талап кылды. Өндүрүштөгү жоготууларды, алмаштыруучу жумушчу күчтү жана запас бөлүктөрдү эске алганда, алюмина инсуляторлор баштапкы баасы жогору болгонуна карабастан, бир айлык эксплуатациялык чыгым боюнча 63 % арзаныраак болуп чыкты.

Эмне үчүн алюмина талаптуу шарттарда жакшыраак иштейт

Алюминанын жылуулук кеңейүү коэффициенти көпчүлүк фарфорлорго караганда төмөн жана туруктуураак, бул тез ысытуу жана муздатуу учурунда ички чыңалууларды азайтат. Анын жогорку жылуулук өткөргүчтүгү жергиликтүү ысык тактарды таратууга жардам берет. Электрдик жактан алганда, 95 % алюмина 15 кВ/ммден жогору диэлектрдик чыдамдуулукту жана бөлмө температурасында 10¹⁴ Ω·смден жогору көлөмдүк каршылыкты камсыздайт; бул көрсөткүчтөр фарфор бузула баштаган жогорку температураларда да туруктуу бойдон калат.

Өнөр жай газ кыймылдаткычтары үчүн свеча изоляторлорун камтыган башка долбоордо биз 99 % алюминаны кадимки стеатиттүү корпус менен салыштырдык. 850 °C жакын жогорку температурада үзгүлтүксүз 8 000 саат иштегенден кийин, альмина изоляторлорунун изоляциялык каршылыгында өлчөнө турган төмөндөө байкалган жок, ал эми стеатит бөлүктөрүндө микро жаракалар пайда болуп, агып кетүүчү ток 40 %га өстү. Алюмина изоляторлору орнотулган кыймылдаткычтар аз жарылуулар менен иштеп, тейлөөгө да азыраак муктаж болду.

Чыныгы орнотуулардан практикалык эске алуулар

Ар бир колдонуу эң жогорку тазалык даражасын талап кылбайт. Көптөгөн меш жана печ колдонмолорунда 92–95 % алюмина эң жакшы натыйжа менен чыгымдын ортосундагы тең салмактуулукту камсыздайт. 1300 °Cден жогору же күчтүү редуктивдүү атмосфераларда 99 % же ал тургай 99.5 % алюмина зарыл болот. Алюмина бетпак болгондуктан, орнотуу учурунда этият мамиле кылуу абдан маанилүү — бөлүктү түшүрүп жиберүү же бекиткич бурамаларга бирдей эмес момент колдонуу кызматта кийин гана байкалчу жашыруун жаракаларга алып келиши мүмкүн.

Тәжрибә көрсөткөндөй, эң чоң жакшыртуулар изоляциялык материал менен бирге бүтүн таяныч системасын карап чыкканда болот. Туура аралыкты сактоо, чекит жүктөрдөн качуу жана ийкемдүү прокладкалар же пружиналарды колдонуу көп учурда кызмат мөөнөтүн дагы да узартат. Беттин булганышы же механикалык зыян үчүн үзгүлтүксүз текшерүү маанилүү бойдон калат, бирок жогорку температурада алмина порцеланга караганда азыраак көңүл бурууну талап кылат.

Алюминалык изоляторлор базардагы эң арзан вариант эмес, бирок ишенимдүүлүк өндүрүш натыйжасына же коопсуздукка түздөн-түз таасир эткен колдонмолордо алар ээлик чыгымдарынын жалпы суммасын туруктуу түрдө төмөн кармашат. Баштапкы баага гана эмес, чыныгы кызмат мөөнөтүн жана бузулуу режимдерин эске алган заводдор эң маанилүү электр изоляциясы муктаждыктары үчүн алюминаны стандарт катары тандайт. Шарттар кайталанган термикалык циклдерди, жогорку чыңалууну жана узак кызмат аралыктарды камтыганда, алюмина системаларды үзгүлтүксүз иштетип туруучу материал катары далилденип, кийинки техникалык тейлөө баш оорусуна айланбайт.