國內(nèi)牽引電機真空壓力浸漆生產(chǎn)使用與維修

國內(nèi)牽引電機真空壓力浸漆生產(chǎn)使用與維修

0真空壓力浸漆設(shè)備在行業(yè)、公司、修理劑、設(shè)備的應(yīng)用中出現(xiàn)設(shè)備故障vpi是英語語文件的縮寫。它被翻譯為真空壓力浸泡。上世紀(jì)七十年代,國內(nèi)有幾家電機制造廠曾經(jīng)自制VPI設(shè)備,但因為技術(shù)不成熟,設(shè)備性能差,而沒有引起其他電機制造廠家的興趣。九十年代末,鐵路部門為保證牽引電機的質(zhì)量,在具有一定規(guī)模的企業(yè)試行VPI工藝;到了上世紀(jì)末,鐵路行業(yè)在線電機生產(chǎn)、修理全部改為VPI工藝,促使VPI設(shè)備的制造水平得到了飛速的發(fā)展。2000年后,國內(nèi)的電機行業(yè)為了降低電機制造成本、縮短電機制造周期、提高電機制造質(zhì)量,紛紛推廣真空壓力浸漆工藝?，F(xiàn)在真空壓力浸漆工藝不僅廣泛應(yīng)用于電機制造業(yè),同時發(fā)展到耐火磚生產(chǎn)、電纜制造業(yè)、木材浸油、變壓器及互感器的澆注、制藥等多個領(lǐng)域。隨著真空壓力浸漆工藝的普遍應(yīng)用,而國內(nèi)真空壓力浸漆設(shè)備的制造卻仍然沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),設(shè)備設(shè)計和制造處于仿制階段,因此,設(shè)備在制造、使用、維修中難免出現(xiàn)問題,而且極有可能出現(xiàn)爆炸事故。本文針對VPI成套設(shè)備在制造、使用、維修過程中容易出現(xiàn)的問題進行探討,期待引起同行的共鳴。1苯乙烯在絕緣劑中的穩(wěn)定性目前國內(nèi)主要使用的浸漬漆為無溶劑絕緣漆。該漆雖然稱為無溶劑,但在絕緣漆中仍然有約為30%的苯乙烯。而在工件浸漆、吊運時,大量的苯乙烯活性單體充分飄散到空氣中,成為一種安全隱患。1.1酸性催化劑和硫酸等帶催化劑組合其蒸氣與空氣可以形成爆炸性混合物,遇明火、高溫或與氧化劑接觸,有引燃爆炸的危險,遇酸性催化劑(如硫酸、氯化鐵、氯化鋁等)能猛烈聚合,放出大量的熱量,其蒸氣比空氣重。按照GB3836標(biāo)準(zhǔn),苯乙烯劃分為IIA級爆炸性氣體,溫度組別為T1。1.2飽和蒸氣壓kpa熔點:-30.6℃沸點:146℃相對密度:0.91相對蒸氣壓(空氣=1):3.6飽和蒸氣壓:(kPa):1.33(30.8℃)臨界溫度:369℃臨界壓力:3.81MPa閃點:34.4℃引燃溫度:450℃爆炸極限:1.1～1.6%(V/V)2正交試驗的其他系統(tǒng)組成設(shè)備構(gòu)成:真空壓力設(shè)備一般由浸漆罐系統(tǒng)、貯漆罐系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)、加壓系統(tǒng)、輸回漆系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、測量監(jiān)控系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)等十二大系統(tǒng)組成。其中有浸漆罐系統(tǒng)、貯漆罐系統(tǒng)、輸回漆系統(tǒng)、測量監(jiān)控系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)和絕緣漆直接接觸;其他系統(tǒng)均間接和易燃易爆氣體接觸。真空壓力浸漆設(shè)備雖然是一種高危險的設(shè)備,但因為系統(tǒng)存在的分散性,真空壓力浸漆設(shè)備仍然不能取得防爆合格證,其正常生產(chǎn)安全完全靠各個分系統(tǒng)的防爆要求去保證。2.1浸漆罐及鋼板的接地當(dāng)浸漆罐打開時,積累在浸漆罐內(nèi)的苯乙烯氣體散布到浸漆罐周圍區(qū)域,應(yīng)為I區(qū)爆炸性環(huán)境。此時浸漆罐產(chǎn)生的不安全因素有以下3種:(1)浸漆罐的靜電作用:在雷雨天氣,浸漆罐受到雷電的襲擊,浸漆罐內(nèi)部或者浸漆罐四周突出鋼板尖端產(chǎn)生放電,放電瞬間火花的溫度達到1000℃以上,高溫將浸漆罐內(nèi)或者散布到浸漆罐四周的苯乙烯氣體點燃而引發(fā)爆炸事故。浸漆罐長期受到附近電氣設(shè)備、高壓線路的影響,當(dāng)浸漆罐及其四周鋼板尖端積累的電荷達到一定的程度,仍然可能放電,將苯乙烯混合氣體擊穿,產(chǎn)生爆炸。因此,浸漆罐設(shè)計時必須考慮嚴(yán)格的接地,鋼板尖端采用圓弧過渡,消除隱患。(2)浸漆罐和吊車電位差:廠家在設(shè)計真空壓力浸漆廠房時,一般都考慮天車、真空壓力設(shè)備接地;但容易忽略二者必須接同一個接地線。當(dāng)天車和浸漆罐不接在同一個接地線上時,天車在運行時(和軌道摩擦)產(chǎn)生靜電,此種靜電長期積累在吊車的尖端上,產(chǎn)生較高的電壓。當(dāng)天車吊運工件進入浸漆罐內(nèi)、或者吊鉤碰到浸漆罐壁時,二者因為電位差的影響而產(chǎn)生火花,將罐內(nèi)混合氣體點爆。此種事件在我國鐵道行業(yè)曾經(jīng)出現(xiàn)過,分析造成事故的原因是天車和浸漆罐沒有接在同一個接地線,兩者電位差不一致,從而產(chǎn)生放電,將罐內(nèi)混合氣體點爆。(3)浸漆罐承壓能力:浸漆罐設(shè)計形狀一般為頂部、底部為橢圓形結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)有利于浸漆罐內(nèi)的壓力分散,減小罐壁的壓力。但浸漆罐仍然存在焊縫、齒部嚙合強度等的問題。例:直長為4m的浸漆罐,正常的工作壓力為0.3MPa,罐蓋承受的壓力為:3.14×2002×0.6=75t如果齒部的強度不能承受75t的力量,而造成脫齒爆炸,爆炸力達到上千噸,后果可想而知。浸漆罐設(shè)計中齒與齒的嚙合強度要達到受壓的1.25倍以上,同時還要對焊縫進行焊縫探傷檢查。最終浸漆罐進行1.25倍水壓試驗。2.2浸漆罐的安裝位置真空機組負(fù)責(zé)對浸漆罐抽真空。真空機組一般為3級,個別為4級。因為真空度和浸漆罐泄漏率的要求,真空機組一般安裝在距離浸漆罐較近的位置。而浸漆罐四周是苯乙烯氣體密度最大的地方,如果真空機組四周苯乙烯氣體在空氣中的含量在1.1%～6.1%范圍內(nèi),電機選用Y系列非防爆型,電機工作時產(chǎn)生的火花將引爆周圍的可燃性混合氣體。一般處理是將真空機組放置在非爆炸性區(qū)域,如果確實需要將機組放在爆炸性區(qū)域,電氣元件均應(yīng)選用隔爆性元件。2.3變密度冷水機設(shè)計方案絕緣漆粘度隨著環(huán)境溫度的降低而增大。粘度增大對于絕緣漆進入高壓線圈絕緣構(gòu)成影響。冬季絕緣漆要進行加熱以降低浸漆粘度;夏季絕緣漆要降溫儲存。加熱系統(tǒng)主要由加熱元件、開關(guān)組成。制冷系統(tǒng)由電機、壓縮機、開關(guān)、冷卻塔等組成,是一個較為復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)備。例如,某單位加熱、制冷系統(tǒng)的設(shè)計方案為:冷卻塔選用2套,每套制冷量為60t/h,每套使用水量約1t,冷卻塔安裝在房頂上。冷卻電機處于非爆炸區(qū)域。制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)安裝在封閉的機器之內(nèi),機器間仍為非爆炸區(qū)域。避免了苯乙烯氣體和加熱、制冷系統(tǒng)接觸,排除安全隱患。制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)附近安裝一個5號的乙二醇水溶液儲水箱(二者公用),如圖1所示。當(dāng)需要加熱或者制冷時,啟動機組對儲水箱的乙二醇水溶液進行加熱或制冷。乙二醇水溶液達到一定的溫度,機組停機。啟動儲水箱循環(huán)電機,使乙二醇循環(huán);啟動絕緣漆循環(huán)齒輪泵,使絕緣漆循環(huán),二者在交換器中進行能量交換,達到絕緣漆制冷的目的。上述系統(tǒng)設(shè)計特點:1)電氣元件、開關(guān)、加熱元件等避開危險區(qū)域,不會產(chǎn)生爆炸;2)電機、電氣元件、開關(guān)等可以選用非防爆型,降低了制造成本;3)加熱和制冷共用一個水箱,節(jié)約占地面積和制造成本;4)加熱、制冷和VPI設(shè)備同時工作的時間可以錯開。2.4交換器設(shè)計要點絕緣漆循環(huán)系統(tǒng)由電機、齒輪泵、交換器、管道、閥門等組成。該套系統(tǒng)長期工作在易燃易爆場所。其中電機攜帶的高電壓是主要的危險源,因此,選用齒輪泵電機必須慎重。一般齒輪泵電機選擇為ExdIIBT4的隔爆等級。交換器內(nèi)通過乙二醇水溶液和絕緣漆,水一般是絕緣漆的促進劑。當(dāng)交換器密閉不嚴(yán)時,水很容易進入絕緣漆內(nèi),促使絕緣漆在儲漆罐內(nèi)固化。交換器如圖2所示。齒輪泵出口液體的壓力一般為0.4MPa～0.6MPa,乙二醇水循環(huán)泵出水口液體的壓力一般為0.2～0.3MPa,但乙二醇水循環(huán)泵安裝在機器之間,交換器的管道比較長,能量損耗大,和齒輪泵比較起來,整體設(shè)計應(yīng)該考慮齒輪泵對交換器的沖擊。交換器內(nèi)部的絕緣漆通道為《14mm不銹鋼鋼管,鋼管和端板采用漲管后再焊接的方式連接,目的是加強鋼管和端板接口的固定。為防止交換器在運行時受到絕緣漆的沖擊,交換器設(shè)計壓力不低于0.6MPa。制作完畢后,還要進行不低于1.25倍水壓試驗。這樣才能有效防止交換器在工作時二者不相互滲透。3現(xiàn)場應(yīng)用存在的問題真空壓力浸漆設(shè)備到目前為止國內(nèi)仍然沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),一些廠家憑經(jīng)驗制造,難免出現(xiàn)問題。出現(xiàn)較多的問題有如下幾方面:(1)真空機組和浸漆罐匹配不當(dāng),不是功能過剩,就是小馬拉大車,造成真空度達不到要求。(2)機組、加熱裝置等放在現(xiàn)場,容易造成制造成本過高,或者多了一個易燃易爆危險源。(3)各個相互不相關(guān)、但屬于配套使用的設(shè)備,接地線、避雷線不是接在同一個接地