淺談環(huán)氧澆注系統(tǒng)的設(shè)備安裝調(diào)試工藝

■湯陳健 ■福建伍達(dá)機(jī)電安裝有限公司，福建 廈門 361000

隨著輸配電的推進(jìn)，環(huán)氧澆注的產(chǎn)品市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，針對(duì)某高壓產(chǎn)品的應(yīng)用做個(gè)分析。主要應(yīng)用范圍包括變壓器，高壓開關(guān)，高壓絕緣套管等，由于絕緣等級(jí)要求不同，對(duì)填充物的要求也不同，在高壓環(huán)境下，空氣是可以被擊穿的，所以要求把填充物中的空氣去掉，這就需要一個(gè)真空環(huán)境來(lái)處理填充物的物料，同時(shí)這些物料是有幾種成份組成，所以需要按照一定的配方來(lái)精確計(jì)量各個(gè)組分。把匹配好的物料按照一定的工藝要求如溫度，真空壓力，單組分的配方和混合料的配方注入到模具中，在模具中，控制一定的工藝溫度，和時(shí)間，使填充材料固化，整個(gè)工藝就是完成了。以下將舉例說(shuō)明。

1 高壓開關(guān)澆注

1.1 簡(jiǎn)介

在某高壓開關(guān)廠，需要為絕緣車間提供一套靜態(tài)混料環(huán)氧樹脂澆注線一套。原材料主要是 Huntsman產(chǎn) B41或 B46樹脂，或國(guó)產(chǎn)CT5531樹脂，室溫時(shí)為固態(tài)。

設(shè)備功能描述:把樹脂放入熔化罐內(nèi)，加熱到130度，由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)。在這罐內(nèi)初步脫氣。把填料放入解袋站內(nèi)打開，通過(guò)螺桿輸送進(jìn)入填料罐。在填料罐內(nèi)完成加熱和脫氣工藝要求。把加熱和脫氣好的樹脂和填料加入到攪拌罐混合均勻，并再次脫氣，稱為備料。把備料罐中的料加入到計(jì)量罐通過(guò)計(jì)量泵輸出到靜態(tài)混料器。另一側(cè)的固化劑也是先通過(guò)熔化罐，從固態(tài)到液態(tài)。并注入到計(jì)量罐備料后，輸送到靜態(tài)混料器與樹脂按配方混合。最后通過(guò)機(jī)械手輸送到模具中去。

1.2 基本數(shù)據(jù)如下

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從這個(gè)數(shù)據(jù)表格中就可以看到，對(duì)設(shè)備的要求是嚴(yán)格的。溫度高，需要加熱到130－160度。所以對(duì)設(shè)備的選型就要考慮與常規(guī)的不同。常用的油溫機(jī)是可以升溫到工藝溫度，但通常使用溫度都在100度以下，對(duì)于長(zhǎng)期工況是130度，對(duì)設(shè)備的耐用可靠性提出了較高的要求。特別是固化劑的溫度更高，而且揮發(fā)性更強(qiáng)。

2 各單元詳細(xì)介紹如下

(1)樹脂熔解罐，上部為放桶裝樹脂的熔解區(qū)，罐蓋升降由液壓驅(qū)動(dòng)。下部為液態(tài)樹脂存儲(chǔ)區(qū)，具有攪拌功能，轉(zhuǎn)軸帶真空旋轉(zhuǎn)密封。桶提下部為雙層壁導(dǎo)熱油加熱，這樣加熱更均勻。上部就是電加熱。電加熱控制方便，維修簡(jiǎn)單。罐體帶溫度，真空控制，電子稱重量控制。

單機(jī)調(diào)試重點(diǎn):罐蓋升降自如，各個(gè)控制線纜長(zhǎng)度留好余量。密封圈如果在下部容易和樹脂桶接觸，導(dǎo)致破損;罐蓋起落時(shí)，由于雜質(zhì)及固態(tài)的樹脂導(dǎo)致密封性能不好，需要注意在加熱后再關(guān)一次。

(2)填料解袋站設(shè)計(jì)是無(wú)塵解袋。填料顆粒小，容易對(duì)操作者的身體健康造成影響。需要佩戴口罩。開袋必須在接待站內(nèi)操作。內(nèi)部配有振動(dòng)器，防止落料不暢。

(3)填料加熱站，填料從解袋站輸送到該罐后，要求是常壓下加熱，利用空氣熱傳導(dǎo)提高加熱效率。加熱過(guò)程必須是攪拌槳打開運(yùn)轉(zhuǎn)。因?yàn)槌绦虻脑?，有出現(xiàn)過(guò)局部加熱導(dǎo)致加熱片燒壞。因?yàn)楣摅w比較大，通常料位都在中下部，所以加熱片的布置需要靠近中下部，溫度測(cè)量的傳感器必須同時(shí)監(jiān)控罐壁的溫度和料的溫度。為防止加熱片過(guò)熱，測(cè)溫元件不能離加熱片太遠(yuǎn)，20公分為宜。攪拌槳的結(jié)構(gòu)，決定了它只能是一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，所以要注意它的方向。填料加熱站配有電子稱來(lái)控制罐內(nèi)的重量。當(dāng)通過(guò)加熱站加料到備料罐時(shí)，重量的變化就可以用來(lái)控制配比。這里就有個(gè)重點(diǎn):通過(guò)軟連接來(lái)分隔加熱站與其他組件的連接，特別是與備料罐的連接。因?yàn)槭歉邷厍覍?duì)應(yīng)真空，軟連接是波紋管;波紋管前后各有一個(gè)閥門，因?yàn)楣r不同，閥門兩側(cè)對(duì)應(yīng)的真空壓力不一樣，這會(huì)引起測(cè)量誤差。需要在精確控制配比時(shí)，保持兩者壓力相同。

(4)備料罐，作為備料工序。要求樹脂與填料在這個(gè)罐必須達(dá)到可以澆注的狀態(tài)，就對(duì)混合料配比和脫氣效果，溫度有要求。配比控制主要是重量的控制。也就是對(duì)電子稱的校驗(yàn)。需要在兩個(gè)狀態(tài)來(lái)驗(yàn)證。在常壓下，用標(biāo)準(zhǔn)砝碼來(lái)驗(yàn)證重量。在真空狀態(tài)下檢驗(yàn)實(shí)際效果。從取樣口檢驗(yàn)比重是否在允許范圍內(nèi)。脫氣效果可以通過(guò)觀察窗檢查物料通過(guò)傘型蓋脫氣有無(wú)氣泡來(lái)觀察。脫氣時(shí)要考慮填料是粉塵，有個(gè)落塵時(shí)間，否則大量的填料會(huì)隨著粉塵進(jìn)入過(guò)濾器。為了有效過(guò)濾，使用冷凝器來(lái)冷卻高溫蒸氣。注意真空感應(yīng)器的位置。如果放在過(guò)濾器后，常常出現(xiàn)實(shí)際真空值與罐內(nèi)部一致，因?yàn)檫^(guò)濾器的阻隔，有壓力差。如果直接在罐子上又會(huì)出現(xiàn)物料蒸汽造成傳感器堵塞，需要加盤管保護(hù)。溫度控制，常常被忽略。不是說(shuō)沒有控制，而是不注重細(xì)節(jié)的控制。查看參數(shù)表，可以知道，在工藝溫度下，樹脂是會(huì)老化粘度上升。特別是對(duì)于該項(xiàng)目由兩個(gè)備料罐，由一個(gè)油溫機(jī)控制，在沒有滿負(fù)荷生產(chǎn)時(shí)，容易造成無(wú)謂的加熱。當(dāng)時(shí)做了一個(gè)改進(jìn)就是增加閥門，可以手動(dòng)控制單個(gè)罐子的加熱。還有就是對(duì)于部分重要的位置，沒有溫度控制，容易造成操作不暢甚至破壞部件，因?yàn)闇囟冗_(dá)不到要求時(shí)，流動(dòng)性能不好，甚至是固態(tài)會(huì)破壞執(zhí)行元件。特別是對(duì)于物料容易老化的特性，智能化的設(shè)備可以通過(guò)程序來(lái)有效控制加熱時(shí)間，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，來(lái)避免正個(gè)罐子的料的老化，這點(diǎn)已經(jīng)在某些項(xiàng)目上有運(yùn)用。

(5)備料罐下來(lái)是計(jì)量罐。計(jì)量罐的重點(diǎn)是帶有計(jì)量泵。對(duì)比海德里希和旭百世的結(jié)構(gòu)，可以說(shuō)旭百世的結(jié)構(gòu)更好。海德里希是外置結(jié)構(gòu)，對(duì)于其他溫度要求不高的物料，沒有問題，但是對(duì)固態(tài)樹脂就很不好。而且海德里希的溫度控制并沒有對(duì)管道、溫度傳感器、計(jì)量泵進(jìn)行控制。從設(shè)計(jì)角度而言，使用導(dǎo)熱油加熱，是更均勻，但是在特殊情況下，如管路堵塞，加熱不暢時(shí)，僅僅控制油溫機(jī)和罐體的溫度就達(dá)不到要求，會(huì)造成災(zāi)難性的后果。這是海德里希的一大敗筆，這類項(xiàng)目多次出現(xiàn)問題，卻沒能從源頭解決。這是管理問題。對(duì)比旭百世，計(jì)量泵整體沉入樹脂罐內(nèi)，罐子靠油溫加熱，可以確保計(jì)量泵的溫度達(dá)到要求。而管道用電加熱，使用加熱套管層層纏撓，配以大量傳感器監(jiān)控溫度。效果好，整體簡(jiǎn)潔，極大便利維修。

(6)固化劑罐與樹脂罐對(duì)比，是溫度更高，不再具體描述。難點(diǎn)是固化劑揮發(fā)性高，容易在冷凝器大量沉淀，要考慮維修操作。

(7)從計(jì)量罐出來(lái)，通過(guò)計(jì)量泵打到混料器這一段是容易出問題的難點(diǎn)。調(diào)試期間多次出現(xiàn)壓力表打壞，樹脂中出現(xiàn)黑點(diǎn)雜質(zhì)，閥門磨損，計(jì)量泵卡滯打斷等一系列問題。作為重點(diǎn)這里分析。真空設(shè)備最大特點(diǎn)是要求真空，對(duì)于執(zhí)行機(jī)構(gòu)而言，是動(dòng)設(shè)備，靠密封圈來(lái)維持不泄漏。密封圈要求是氟橡膠，相對(duì)耐磨耐腐蝕耐壓。同時(shí)高壓開關(guān)的物料樹脂在高溫時(shí)是液態(tài)，而當(dāng)溫度低于工藝溫度時(shí)，粘性急劇上升，對(duì)于執(zhí)行元件，會(huì)造成極大的破壞。比如密封圈破損，壓力表爆表，球閥四氟墊磨損，計(jì)量泵陶瓷缸磨損，計(jì)量泵導(dǎo)向鑄鐵環(huán)磨損。這里的重點(diǎn)是溫度的監(jiān)控，而且必須是動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控。這點(diǎn)旭百世做的更好:計(jì)量泵是沉入罐體內(nèi)的設(shè)計(jì)，只要監(jiān)控了料溫，就能有效控制泵的溫度，即使這樣，依然有單獨(dú)的感應(yīng)器檢測(cè)溫度。整個(gè)管路上是電加熱的加熱帶。加熱帶的效果從理論上是不如導(dǎo)熱油，但在這個(gè)工況優(yōu)點(diǎn)無(wú)可比擬。只要分段控制就可以保證個(gè)點(diǎn)溫度的均衡。而海德里希的油溫機(jī)同時(shí)控制罐體加熱和管道計(jì)量泵的加熱。面臨幾個(gè)問題:油溫在加熱過(guò)程是遞減的，所以油溫機(jī)出口溫度和回油的溫度差別大，也就是在整個(gè)加熱循環(huán)中，實(shí)際是不均衡的，并由此導(dǎo)致物料膨脹受阻而出現(xiàn)其它問題(所以油管加熱要高溫油從末端開始加熱，打開膨脹空間，也要求分段逐步加熱來(lái)均衡加熱)。特別是計(jì)量泵是外露結(jié)構(gòu)，熱損失達(dá)，靠加熱板貼合加熱考保溫棉來(lái)防止熱損失。很難達(dá)到要求的工藝效果。更何況并沒有感應(yīng)器單獨(dú)控制個(gè)點(diǎn)的溫度。在某些特殊的工況，比如管路不通，油位不夠，油溫機(jī)出問題，都會(huì)導(dǎo)致有限的感應(yīng)器顯示溫度正常，而重要的位置溫度失控，造成災(zāi)難性后果?？上?，盲目的相信德國(guó)傳統(tǒng)，在某些配置上又降低要求，施工過(guò)程的失控導(dǎo)致問題不斷出現(xiàn)。

管道末端的靜態(tài)混料。該處的難點(diǎn)是如下:混料的兩組分的溫度差別大，密度差別大。早些年，固化劑的設(shè)計(jì)也是帶填料的，這樣兩者的密度就差不大。但同時(shí)又導(dǎo)致固化劑測(cè)容易沉淀出問題，因?yàn)楣袒瘎┡c填料的密度差別大?，F(xiàn)在把填料全部加到樹脂側(cè)，就造成樹脂側(cè)和固化劑側(cè)的密度差別大。容易竄料，樹脂竄到固化劑側(cè)。在這點(diǎn)上，海德里希的原始設(shè)計(jì)是沒問題的，比旭百世的好用。在某個(gè)客戶該裝置幾乎沒有問題。但在這個(gè)項(xiàng)目上，低水平的設(shè)計(jì)想當(dāng)然的更改，后面調(diào)試人員繼續(xù)想當(dāng)然的更改，沒有從根子上解決。德國(guó)原始設(shè)計(jì)是一個(gè)非標(biāo)的單向閥可以有效防止竄料。還有一個(gè)是靜態(tài)混料器的維修.旭百世的設(shè)備更貴，但提供的服務(wù)更全面，有配套送一個(gè)拆卸工具，用螺桿類似拆軸承的拉馬，更簡(jiǎn)便.也有部分廠家自己設(shè)計(jì)一套液壓千金頂?shù)墓ぱb，可以簡(jiǎn)便有效的拆卸混料器。

(8)機(jī)械手和澆鑄罐本身沒有太多問題點(diǎn)。機(jī)械手主要是程序工作以及參考點(diǎn)的設(shè)置。

固態(tài)樹脂和固態(tài)固化劑是澆注行業(yè)中的難點(diǎn)，特別是起終點(diǎn)的溫度控制更是重中之重，希望這篇文章能對(duì)相關(guān)人員有點(diǎn)作用，有不妥之處，請(qǐng)諒解。

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