المواد العازلة لفرن الحث الكهربائي
مواد العزل المستخدمة في العزل الكهربائي لفرن الحث الكهربائي
كما أشرنا في قسم أفران الحث الكهربائي، فإن مواد العزل التي تستخدم لعزل وفصل الوشائع والمنتجة من قبل هذه الشركة تتضمن العديد من المركبات والدرجات التركيبية. سنقوم فيما يلي بشرح خصائصها وطريقة استخدامها.
دعائم1(محافظ) الوشيعة
يطلق على هذه الدعائم تسميات عديدة مثل ترافرز2 والمسطرة، ويكون دورها الرئيسي هو الحفاظ على المسافة بين الحلقات وعلى قطر الوشيعة على المدى البعيد، تصنع من مواد تركيبية. تتكون الدعائم التركيبية المستخدمة في نظام تثبيت الوشيعة من تركيبة من الألياف الزجاجية مع راتينج الإيبوكسي. وتختلف ميزاتها باختلاف نسب المواد المستخدمة فيها ودرجة الألياف والراتينج. من الميزات التي تتمتع بها هذه الدعائم يمكن الإشارة إلى المقاومة الكهربائية العالية لضمان الفصل بين الحلقات والثبات أثناء الشد والثني وتحمل القوى والصدمات الناشئة عن المجال المغناطيسي وامتصاص الرطوبة للحفاظ على الخواص الميكانيكية والكهربائية مع مرور الوقت وتحمل درجات الحرارة. يظهر في الجدول التالي مقارنة لدرجات الدعائم التي يتم استخدامها من قبل شركة آرازترانس.
|
الدرجة NEMA3 |
|
الراتينج (الحشوة)5 |
A/D-48.50 |
المتانة الكهربائية7 | المتانة من ناحية إمكانية الشد8 CW/LW | المتانة من ناحية قابلية التنی9 CW/LW |
|
تصنيف القابلية للاشتعال11 |
|
KV | KV/mm | Mpas | Mpas | °C | UL94 | % | ||||
فایبرکلاس | G-10 |
الياف زجاجية منسوجة13 | إيبوكسي طبيعي |
45/40 |
27.5/17.7 |
245/275 |
345/415 |
|
|
0.25 |
G-11 | إيبوكسي بحرارة عالية |
| ||||||||
FR-4 | إيبوكسي ضد الحريق |
|
| |||||||
FR-5 | إيبوكسي بحرارة عالية ضد الحريق |
| ||||||||
GPO-3 | ألیاف زجاجية عشوائية14 | بوليستر | 40/15 | 11.8 | 55/55 | 125/125 | 140/120 | V-0 | 0.60 | |
فايبر عظمي | CE/LE | ألیاف كتانية | فنوليك | 23/2.5 | 19.6/11.8 | 62/48.5 | 96.5/115 | 125/115 | H-B | 2.20 |
يتم إجراء عمليات ثقب دعائم الوشائع المصنوعة في هذه الشركة من خلال تحديد مسافات الثقوب بشكل دقيق واستخدام المخططات الحاسوبية واستخدام جهاز CNC.
جميع انواع الدعائم المستخدمة من قبل شركة آرازترانس تكون إما خام، أو مقطعة ومثقبة وذلك حسب الطلب.
ورنيش خاص على أساس إيبوكسي15
تتم صناعة هذا العازل السائل الذي يمتلك أساس إيبوكسي من قبل شركة Elantas الإيطالية ويتميز بسهولة الاستخدام وإمكانية الرش بالإضافة إلى كونه شائعاً لدى المستخدمين. هذا العازل عبارة عن سائل يتم رشه باستخدام جهاز ضغط هواء ومن ميزاته أيضاً أنه سريع الجفاف حيث تصل مدة جفافه إلى نصف ساعة بعد الرش. يعتبر هذا العازل بسبب كونه أحادي المكونات، وعلى عكس العوازل الأخرى المتعددة المكونات، والتي تشمل أساساً ومثبتاً، سهل الاستخدام والملاحظة الوحيدة في استخدامه هي أنه يُخلط مع سائل16 مذيب بنسبة 3% على الأكثر.
يوضح الجدول التالي الميزات المختلفة لورنيش الإيبوكسي الخاص عند هذه الشركة:
الكمية | المعايير القياسية | الواحدة | الكمية | |
الكثافة (تحت درجة حرارة 23 مئوية) Density ( at 23°C) |
|
|
| |
Water absorption content | في درجة حرارة 23 مئوية at 23°C |
IEC 62 |
mg |
|
في حرارة 100 درجة مئوية (لمدة نصف ساعة) at 23°C , 30 min |
| |||
Electrical Strength | بعد غمرها بالماء after water immersion |
IEC 60464-2 |
KV/mm |
|
في حرارة اعلى من 155 درجة مئوية at temperature above 23°C |
| |||
فترة التجفيف في حرارة 23 درجة مئوية Drying time at 23°C | قابلة للمس touch-dry |
|
|
|
الحالة الخشنة non Slip mood |
| |||
جافة تماماً fully dried |
| |||
فترة التجفيف في حرارة 80 درجة مئوية Drying time at 80°C | قابلة للمس touch-dry |
|
|
|
الحالة الخشنة non Slip mood |
| |||
جافة تماماً fully dried |
| |||
مسحوق العازل للكهرباء الساكنة (الكتروستاتيكي)
كما ذكرنا في قسم الوشيعة، فإن مسحوق العازل للكهرباء الساكنة المستخدم من قبل هذه الشركة هو العازل المبتكر من قبل شركة إينداكتوترم باسم Inducto Flex2M. تتمثل أهم ميزات هذا العازل الخاص بأنه على أساس من الإيبوكسي والذي يمنع التشقق أو الانفصال عن سطح الوشيعة عند التعرض للحرارة إضافةً إلى قدرته الكبيرة على العزل، وميزة الالتصاق المتجانس على سطح الوشيعة عند عملية البخ أو الرش باستخدام جهاز خاص. يتم استخدام هذا العازل لوحده في الظروف القياسية والمعيارية بدون الحاجة لمواد أخرى كالعازل السائل والأشرطة العازلة إلى جانب Inducto Flex2M. المشكلة الوحيدة التي يعاني منها المستخدمون هي عدم وجود الإمكانات اللازمة للقيام بعملية العزل. حيث أن جهاز الطلاء الالكتروستاتيكي وأيضاً فرن طبخ مسحوق الطلاء تعتبر من اللوازم الأساسية التي تحتاجها هذه العملية.
الجدول التالي يشرح الميزات المختلفة للعازل الالكتروستاتيكي Inductoflex2M:
| الكمية | معايير القياس | الواحدة | الكمية |
اللون Color |
|
|
|
سماكة الطبقة Layer thickness |
|
|
|
الكثافة (تحت حرارة 23 درجة مئوية) Density ( at 23°C) |
|
|
|
المتانة الكهربائية Electrical Strength |
|
|
|
الحرارة اللازمة قبل التسخين Preheating temperature object |
|
|
|
الحرارة و المدة الزمنية اللازمة للطبخ Post curing time & temperature |
|
| 200 °C 3-8 min |
العوازل الشريطية المستخدمة لعزل الوشيعة
تقوم شركة آرازترانس بتأمين انواع عديدة من العوازل الشريطية لعزل الوشائع بحسب طلب الزبون وبحسب ظروف الاستخدام. فيما يلي شرح مختصر لأنواع شرائط العزل المستخدمة:
- شريط الفايبركلاس17 – يطلق على هذا الشريط عند المستخدمين اسم الشريط الحريري، والذي يعتبر من أكثر شرائط العزل شهرةً لعزل الوشيعة. يحتوي شريط الفايبركلاس على الياف زجاجية دقيقة بدون مواد راتنجية. يتحمل هذا الشريط درجات حرارة عالية (400-500 درجة مئوية) وذلك بسبب عدم احتوائه على مواد راتنجية.
التداخل18 المقترح لهذا النوع من الأشرطة هو 50% بطبقتين.
- شريط السيليكون المطاطي19 – ينتمي شريط السيليكون المطاطي إلى عائلة الشرائط المطاطية كما يمتلك أقل نسبة امتصاص للرطوبة بين الشرائط الأخرى. إلى جانب هذه الميزة فإن المتانة الكهربائية المنخفضة وتحمله لحرارة منخفضة بالمقارنة مع غيره تعتبر من سلبيات هذا النوع.
التداخل المقترح لهذا النوع من الأشرطة هو 50% بطبقتين.
- شريط نوماكس20 – “نوماكس” من ألياف الميتاراميد، التي تمتلك استخدامات كبيرة في الصناعات الحساسة. على عكس العديد من الأنواع الأخرى فإن استخدام نوماكس في الصناعات الكهربائية يتم من خلال تركيبه مع جميع المواد العازلة الأخرى، لكن في عملية عزل الوشائع وبسبب الحاجة الملحة لقابلية الثني، للتمكن من لفّه، يتم استخدامه بشكل فردي وبدون عوازل أخرى. المتانة الكهربائية ومستوى امتصاص الرطوبة الضعيف، من ميزات هذه الشرائط العازلة، لكن سلبية هذه الشرائط تتمثل بتكلفتها المرتفعة نسبياً.
التداخل المقترح لهذا النوع من الأشرطة هو 50% بطبقتين.
- شريط ميكا21 – المادة الأصلية المستخدمة في هذا الشريط هي الماسكوفيت او الفلوكوبيت، والتي لا تكون عادةً بشكل خام أو منفردة وإنما يتم تركيبها عادةً مع طبقات رفيعة من الألياف الزجاجية والتفلون. يعتبر هذا النوع من الشرائط من أكثر أنواع الشرائط تحملاً للحرارة، إلا أن المتانة الكهربائية المنخفضة والقدرة العالية على امتصاص الرطوبة وتلفها مع مرور الزمن تعتبر من نقاط ضعف هذا النوع من الشرائط.
التداخل المقترح لهذا النوع من الأشرطة هو 50% بطبقتين.
- شريط كابتون22 – يعتبر شريط كابتون أكثر أماناً بالمقارنة مع الأنواع الأخرى من ناحية العزل. يتمتع بمتانة كهربائية عالية ولا يمتص الرطوبة كما يتحمل حرارة عالية والتي تعتبر من الميزات الإيجابية لهذه الشرائط. لكن من أكثر سلبياته التكلفة العالية وذلك بالمقارنة مع كافة أنواع العوازل الأخرى. يتكون شريط كابتون من البولي أميد ويمتلك ثخانات رقيقة جداً بحدود 25 و50 ميكرون عند استخدامه لعزل المسامير.
التداخل (overlap) المقترح لهذا النوع من الشرائط بسماكة 50 ميكرون هو 50% (طبقتين) وبسماكة 25 ميكرون 75% (أربع طبقات).
يوضح المخطط البياني التالي مقارنة نسبية بين أنواع الشرائط العازلة التي تم الحديث عنها وخاصةً من ناحية ” المتانة الكهربائية في درجة حرارة العمل” وأيضا “الحرارة العظمى الممكن تحملها”.
الفاصل (قطعة)23
يعتبر استخدام المواد العازلة في جميع الأقسام الكهربائية لفرن الحث الكهربائي أمراً مهماً جداً ولا يمكن الاستغناء عنه. إن أقل ضعف في العزل في القسم الكهربائي من الممكن أن يؤدي إلى أخطاء تؤدي إلى إيقاف عملية الإذابة والصهر في الفرن. من المسائل المهمة جداً والضرورية عند استخدام العوازل، استخدام السبيسر أو الفاصل بين حلقات الوشيعة. إن وجود مثل هذه الفواصل يؤدي إلى رفع القدرة على العزل بين حلقات الوشيعة وتؤدي أيضاً الى ثبات وزن جدار الوشيعة. تقسم أنواع الفواصل إلى فواصل ميكا وفواصل فيبركلاس وتقسم من ناحية الشكل إلى فواصل هلالية ومكعبية حيث يتم استخدام الهلالية بشكلٍ مستمر بينما يتم استخدام المكعبية بشكلٍ متقطع.
- تمتلك فواصل الميكا قدرة على التحمل الحراري بشكلٍ أكبر بالمقارنة مع أنواع الفيبركلاس ولكن تكاليفها أعلى.
- تمتلك الفواصل الهلالية متانةً أكبر بالمقارنة مع المكعبية من الناحية الميكانيكية والكهربائية.
- تتشكل الفواصل الهلالية المستمرة من خلال وضعها على بعضها على شكل خلايا النحل بتداخل معين (0-50%).
17- Fiberglass Tape
18- Overlap
19- Silicon Rubber Tape
20- Nomex Tape
21- Mica Tape
22- Kapton Tape
23- Spacer (Segment)
9- Flexural Strength
10- Operation Temperature
11- Flammability Class
12- Maximum Water Absorption Content
13- Woven Glass Fibers
14- Glass Mat
15- Special Epoxy Based Varnish
16- Solvent
1- Support
2- Travers
3- National Electrical Manufacturers Association
4- Reinforcement
5- Resin (Matrix)
6- Breakdown Voltage
7- Electrical Strength
8- Tensile Strength