دانشنامه جامع اپوکسی عایق الکتریکی26
26
فصل ۲۶: روش‌های اجرای رزین اپوکسی عایق برق؛ قلم‌مو، غلتک، اسپری، ریخته‌گری و تزریق
مقدمه
انتخاب رزین مناسب تنها نخستین مرحله در ایجاد یک سیستم عایق الکتریکی است. روش اجرای رزین اپوکسی عایق برق نیز می‌تواند تأثیر قابل توجهی بر یکنواختی پوشش، ضخامت، چسبندگی، میزان حباب، کیفیت پخت و در نهایت عملکرد الکتریکی لایه داشته باشد.
رزین اپوکسی را می‌توان با روش‌های مختلفی روی قطعه اجرا کرد؛ از جمله:
– قلم‌مو
– غلتک
– اسپری
– ریخته‌گری
– تزریق
– اعمال موضعی
– روش‌های صنعتی و قالب‌گیری
هر روش برای شرایط خاصی مناسب‌تر است و نمی‌توان یک روش را برای تمام قطعات و تجهیزات الکتریکی بهترین روش دانست.
برای مثال، اجرای موضعی با قلم‌مو ممکن است برای ترمیم مقره یا عایق‌کاری یک نقطه کوچک مناسب باشد، در حالی که برای تولید یک قطعه عایق رزینی، ریخته‌گری یا تزریق کنترل‌شده می‌تواند روش متفاوتی باشد.
در کاربردهای مرتبط با کوره القایی نیز روش اجرا باید علاوه بر خواص الکتریکی، دمای محل، سیکل‌های حرارتی، ارتعاش و شرایط مکانیکی را در نظر بگیرد.
—
۱. انتخاب روش اجرا بر چه اساسی انجام می‌شود؟
انتخاب روش اجرای رزین اپوکسی به عوامل متعددی بستگی دارد:
– ابعاد قطعه
– شکل هندسی
– جنس زیرلایه
– سطح مورد پوشش
– ضخامت مورد نیاز
– میزان پیچیدگی قطعه
– مقدار مصرف
– تعداد قطعات
– سرعت مورد نیاز
– شرایط محیطی
– سطح ولتاژ
– نیاز به یکنواختی ضخامت
– امکان دسترسی به سطح
به عنوان مثال، پوشش یک سطح صاف با پوشش یک قطعه دارای شیارها، گوشه‌ها و حفره‌های متعدد کاملاً متفاوت است.
—
۲. اجرای رزین با قلم‌مو
قلم‌مو یکی از ساده‌ترین روش‌های اجرای رزین اپوکسی است.
این روش به‌خصوص برای:
– تعمیرات موضعی
– قطعات کوچک
– نقاط دشوار
– ترمیم مقره
– اصلاح پوشش
– اجرای لایه‌های نازک
– پروژه‌های تعمیراتی
کاربرد دارد.
مزیت اصلی قلم‌مو، کنترل مناسب اپراتور روی محل اجراست.
—
۳. مزایای اجرای اپوکسی با قلم‌مو
از مهم‌ترین مزایای این روش می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
دسترسی به نقاط دشوار
قلم‌مو می‌تواند به بخش‌هایی برسد که غلتک یا تجهیزات اسپری به‌راحتی به آنها دسترسی ندارند.
اجرای موضعی
برای تعمیر بخش مشخصی از یک قطعه نیازی به پوشش‌دهی کل قطعه نیست.
کنترل مقدار مصرف
اپراتور می‌تواند مقدار مشخصی از رزین را روی قسمت موردنظر اعمال کند.
تجهیزات ساده
برای پروژه‌های کوچک به تجهیزات پیچیده نیاز نیست.
—
۴. معایب روش قلم‌مو
با وجود سادگی، قلم‌مو محدودیت‌هایی نیز دارد.
در صورت اجرای نامناسب ممکن است:
– رد قلم ایجاد شود.
– ضخامت یکنواخت نباشد.
– حباب وارد لایه شود.
– بخش‌هایی کم‌پوشش باقی بمانند.
– در گوشه‌ها تجمع بیش از حد رزین ایجاد شود.
بنابراین کیفیت نهایی به مهارت اجراکننده و کنترل فرایند وابستگی زیادی دارد.
—
۵. اجرای رزین با غلتک
غلتک بیشتر برای سطوح نسبتاً وسیع و قابل دسترس استفاده می‌شود.
در مقایسه با قلم‌مو، غلتک می‌تواند توزیع سریع‌تری روی سطوح بزرگ ایجاد کند.
اما نوع غلتک باید با سیستم رزین سازگار باشد.
غلتک نامناسب ممکن است:
– هوا وارد رزین کند.
– الیاف یا ذرات روی سطح باقی بگذارد.
– با مواد شیمیایی رزین واکنش نامطلوب داشته باشد.
بنابراین انتخاب ابزار نیز بخشی از فرایند اجرای پوشش است.
—
۶. اسپری رزین اپوکسی
اسپری‌کردن می‌تواند برای برخی پوشش‌های اپوکسی صنعتی مناسب باشد، اما هر رزین اپوکسی را نمی‌توان با هر دستگاهی اسپری کرد.
ویسکوزیته، زمان کارپذیری، نسبت اجزا و مشخصات سیستم باید با تجهیزات اسپری سازگار باشند.
همچنین در روش اسپری باید به مواردی مانند:
– یکنواختی پوشش
– ضخامت
– پاشش بیش از حد
– تهویه
– ایمنی
– شرایط محیطی
توجه شود.
—
۷. آیا رزین اپوکسی عایق برق را می‌توان اسپری کرد؟
پاسخ به این سؤال به فرمولاسیون و دستورالعمل سازنده محصول بستگی دارد.
اگر یک رزین برای اسپری طراحی نشده باشد، رقیق‌کردن خودسرانه آن می‌تواند خواص نهایی را تغییر دهد.
افزودن حلال یا ماده رقیق‌کننده ممکن است روی:
– ضخامت خشک
– زمان پخت
– چسبندگی
– تخلخل
– مقاومت الکتریکی
– استقامت دی‌الکتریک
اثر بگذارد.
بنابراین در کاربردهای عایق الکتریکی، اسپری‌کردن نباید صرفاً بر اساس امکان فیزیکی پاشش ماده انجام شود؛ سازگاری فرمولاسیون با روش اسپری باید تأیید شود.
—
۸. ریخته‌گری رزین اپوکسی
ریخته‌گری یکی از روش‌های مهم در ساخت قطعات عایق رزینی است.
در این روش، رزین درون قالب قرار گرفته و پس از پخت، قطعه‌ای یکپارچه ایجاد می‌شود.
این روش می‌تواند برای:
– قطعات عایق
– محفظه‌ها
– قطعات الکتریکی
– عایق‌های قالبی
– برخی اتصالات
مناسب باشد.
در این روش کنترل حباب اهمیت بسیار زیادی دارد.
—
۹. اهمیت حذف حباب در ریخته‌گری
اگر هنگام ریخته‌گری حباب در داخل رزین باقی بماند، ممکن است یک ناحیه ضعیف در سیستم عایقی ایجاد شود.
در کاربردهای الکتریکی، این موضوع می‌تواند اهمیت بیشتری پیدا کند.
روش‌های کاهش حباب بسته به سیستم می‌تواند شامل:
– کنترل نحوه اختلاط
– کنترل ویسکوزیته
– زمان‌بندی مناسب
– استفاده از خلأ در سیستم‌های طراحی‌شده برای آن
– ریختن کنترل‌شده
باشد.
نباید هر روش حباب‌گیری را بدون توجه به فرمولاسیون رزین اجرا کرد.
—
۱۰. تزریق رزین اپوکسی
تزریق زمانی اهمیت پیدا میکند که رزین باید به قسمت داخلی یا فضای مشخصی وارد شود.
این روش در برخی قطعات صنعتی و سیستم‌های عایق کاربرد دارد.
در تزریق باید اطمینان حاصل شود که:
– رزین تمام فضای موردنظر را پر میکند.
– حباب در قسمت‌های بسته باقی نمی‌ماند.
– مسیر جریان مناسب است.
– زمان ژل‌شدن با زمان تزریق سازگار است.
اگر رزین پیش از تکمیل تزریق ژل شود، ممکن است قسمت‌هایی بدون پوشش باقی بمانند.
—
۱۱. مقایسه روش‌های مختلف اجرا
روش| کاربرد معمول| مزیت اصلی| محدودیت
قلم‌مو| تعمیرات و پوشش موضعی| کنترل بالا| سرعت کمتر
غلتک| سطوح نسبتاً وسیع| سرعت مناسب| محدودیت در هندسه پیچیده
اسپری| پوشش صنعتی| سرعت و یکنواختی بالقوه| نیازمند تجهیزات و فرمول مناسب
ریخته‌گری| ساخت قطعه| ایجاد قطعه یکپارچه| نیازمند قالب و کنترل حباب
تزریق| فضاهای مشخص و قطعات صنعتی| پرکردن نواحی داخلی| نیازمند طراحی مسیر تزریق
—
۱۲. اجرای اپوکسی روی مقره
یکی از کاربردهای مهم رزین اپوکسی عایق برق می‌تواند ترمیم یا پوشش موضعی مقره باشد.
در چنین کاربردی، روش اجرا باید بر اساس اندازه آسیب و شکل مقره انتخاب شود.
برای آسیب کوچک، قلم‌مو ممکن است امکان کنترل بیشتری ایجاد کند.
در قسمت‌های پیچیده، استفاده از روش مناسب دیگری ممکن است لازم باشد.
اما پیش از هر اجرا باید مشخص شود که آسیب صرفاً سطحی است یا ساختاری.
—
۱۳. مراحل کلی اجرای رزین برای ترمیم مقره
یک فرایند عمومی می‌تواند شامل مراحل زیر باشد:
مرحله ۱: قطع و ایمن‌سازی
قطعه باید در شرایط کاملاً ایمن و مطابق رویه‌های فنی از مدار خارج و آماده کار شود.
مرحله ۲: بررسی آسیب
محل ترک، شکستگی یا آسیب مشخص شود.
مرحله ۳: آماده‌سازی سطح
آلودگی، مواد سست و رطوبت حذف شود.
مرحله ۴: اختلاط رزین
اجزای سیستم مطابق نسبت تعیین‌شده ترکیب شوند.
مرحله ۵: اجرای رزین
رزین با روش مناسب در محل قرار گیرد.
مرحله ۶: کنترل حباب
تا حد امکان از ایجاد حفره جلوگیری شود.
مرحله ۷: پخت
زمان و شرایط لازم برای پخت رعایت شود.
مرحله ۸: کنترل نهایی
پوشش از نظر ظاهری و در صورت نیاز از نظر الکتریکی و مکانیکی بررسی شود.
—
۱۴. آیا هر ترک مقره را می‌توان با اپوکسی تعمیر کرد؟
خیر.
این نکته باید در تمام محتوای فنی مربوط به ترمیم مقره به‌صورت روشن بیان شود.
رزین اپوکسی می‌تواند در برخی کاربردها برای ترمیم سطحی، پرکردن موضعی یا بازسازی برخی قسمت‌ها استفاده شود، اما اگر مقره دارای آسیب ساختاری جدی باشد، صرفاً پوشاندن ترک با رزین، سلامت آن را تضمین نمی‌کند.
در چنین مواردی باید مشخص شود که:
– استحکام مکانیکی حفظ شده است یا خیر.
– مسیر عایقی تغییر نکرده است.
– ترک به داخل بدنه نفوذ کرده است یا خیر.
– آزمون‌های مورد نیاز قابل قبول هستند یا خیر.
—
۱۵. روش اجرای اپوکسی در کوره القایی
کوره القایی محیطی متفاوت از یک قطعه الکتریکی معمولی دارد.
اگر رزین در قسمت خاصی از کوره یا تجهیزات جانبی آن مورد استفاده قرار گیرد، روش اجرا باید با شرایط آن قسمت هماهنگ باشد.
موارد مهم عبارت‌اند از:
– دمای واقعی سطح
– حداکثر دما
– مدت مواجهه با دما
– تعداد سیکل‌های حرارتی
– ارتعاش
– تنش مکانیکی
– رطوبت
– نوع زیرلایه
اگر محل اجرای رزین مستقیماً در معرض دمایی قرار گیرد که از محدوده کاری رزین بیشتر است، صرف داشتن استقامت الکتریکی بالا کافی نخواهد بود.
—
۱۶. ضخامت در اجرای قلم‌مو
یکی از چالش‌های اجرای دستی، کنترل ضخامت است.
ممکن است اپراتور در یک قسمت رزین بیشتری و در قسمت دیگری رزین کمتری اعمال کند.
تغییر ضخامت می‌تواند روی:
– مصرف ماده
– زمان پخت
– یکنواختی عایق
– عملکرد الکتریکی
– تنش داخلی
اثر داشته باشد.
بنابراین در پروژه‌های حساس، کنترل ضخامت باید بخشی از فرایند اجرا باشد.
—
۱۷. اجرای چندلایه
در بعضی سیستم‌های پوششی ممکن است به جای یک لایه ضخیم، چند لایه اجرا شود.
این روش می‌تواند به کنترل بهتر پوشش کمک کند، اما فاصله زمانی بین لایه‌ها باید طبق مشخصات سیستم رعایت شود.
اجرای لایه بعدی در زمان نامناسب ممکن است باعث کاهش چسبندگی بین لایه‌ها یا ایجاد مشکلات پخت شود.
بنابراین تعداد لایه‌ها و ضخامت هر لایه نباید به صورت تصادفی تعیین شود.
—
۱۸. زمان کارپذیری یا Pot Life
پس از ترکیب رزین و سخت‌کننده، سیستم وارد مرحله واکنش شیمیایی می‌شود.
مدت زمانی که ماده هنوز قابلیت مناسب برای اجرا دارد، اهمیت زیادی دارد.
اگر اپراتور پس از پایان زمان کارپذیری اقدام به اجرای رزین کند، ممکن است:
– پخش دشوار شود.
– سطح نهایی نامناسب شود.
– چسبندگی کاهش یابد.
– حباب بیشتری باقی بماند.
بنابراین مقدار ماده‌ای که در هر نوبت مخلوط می‌شود باید با سرعت اجرای واقعی هماهنگ باشد.
—
۱۹. مخلوط‌کردن رزین
اختلاط باید به اندازه‌ای باشد که اجزا به‌طور یکنواخت ترکیب شوند.
اختلاط ناکافی می‌تواند باعث ایجاد نقاطی با ترکیب شیمیایی متفاوت شود.
از طرف دیگر، اختلاط بسیار شدید می‌تواند در برخی سیستم‌ها هوای بیشتری وارد رزین کند.
بنابراین روش اختلاط باید با ویژگی‌های همان محصول هماهنگ باشد.
—
۲۰. کنترل حباب هنگام اجرا
حباب یکی از موضوعات مهم در پوشش‌های عایق الکتریکی است.
برای کاهش احتمال ایجاد حباب باید:
– سطح مناسب باشد.
– رزین به شکل صحیح مخلوط شود.
– ابزار مناسب انتخاب شود.
– ضخامت کنترل شود.
– اجرای ماده به صورت مناسب انجام گیرد.
در قطعات حساس، روش‌های تخصصی‌تر حباب‌گیری نیز ممکن است مورد نیاز باشد.
—
۲۱. اجرای اپوکسی در گوشه‌ها و لبه‌ها
گوشه‌ها و لبه‌ها از قسمت‌های حساس پوشش‌دهی هستند.
ممکن است در گوشه‌ها:
– ضخامت افزایش یابد.
– حباب باقی بماند.
– پوشش یکنواخت نباشد.
از طرف دیگر، در لبه‌های تیز ممکن است ضخامت واقعی پوشش کمتر از قسمت‌های دیگر شود.
بنابراین هندسه قطعه باید هنگام انتخاب روش اجرا در نظر گرفته شود.
—
۲۲. اثر روش اجرا بر خواص الکتریکی
نباید انتظار داشت دو پوشش با یک ماده اولیه، اما با کیفیت اجرای کاملاً متفاوت، الزاماً عملکرد الکتریکی یکسانی داشته باشند.
برای مثال، یک پوشش دارای:
– حباب
– ترک
– جداشدگی
– ضخامت نامناسب
– رطوبت
می‌تواند رفتار متفاوتی با نمونه آزمایشگاهی سالم داشته باشد.
به همین دلیل، نتیجه آزمون رزین در شرایط کنترل‌شده باید از عملکرد پوشش اجراشده روی تجهیز واقعی تفکیک شود.
—
۲۳. رزین اپوکسی پادنار 8119 و روش اجرای آن
طبق اطلاعات فنی ارائه‌شده برای رزین اپوکسی عایق برق پادنار کد 8119، این محصول برای کاربردهای عایق الکتریکی معرفی شده است.
مرجع اعلام‌شده برای محصول، وزارت نیرو – دانشکده شهید عباسپور و شماره تأیید اعلام‌شده 84-4-11 است.
طبق اطلاعات آزمون ارائه‌شده، روی سطح یک «مقره چرخی» با ضخامت یک میلی‌متر، نتایج زیر اعلام شده است:
شرایط| ولتاژ شکست| ولتاژ تحمل یک‌دقیقه‌ای
خشک| ۲۱٬۰۰۰ ولت| ۳٬۵۰۰ ولت
مرطوب| ۱۴٬۰۰۰ ولت| ۲٬۵۰۰ ولت
این نتایج باید در چارچوب شرایط همان آزمون تفسیر شوند.
برای کاربرد واقعی، روش اجرا، ضخامت، نوع زیرلایه، شرایط محیطی، کیفیت پخت و هندسه قطعه می‌توانند بر نتیجه نهایی اثرگذار باشند.
بنابراین نمی‌توان صرفاً از عدد ۲۱ کیلوولت نتیجه گرفت که هر قطعه پوشش‌داده‌شده با ضخامت یکسان، در هر شرایطی همان عملکرد را خواهد داشت.
—
۲۴. انتخاب روش اجرا بر اساس نوع پروژه
می‌توان یک راهنمای عمومی به شکل زیر ارائه کرد:
تعمیر موضعی مقره
قلم‌موش یا ابزار اجرای موضعی، در صورت سازگاری با محصول، می‌تواند کنترل مناسبی ایجاد کند.
سطح نسبتاً بزرگ
غلتک یا روش‌های صنعتی مناسب ممکن است کاربرد بیشتری داشته باشند.
پوشش صنعتی با تیراژ بالا
اسپری یا تجهیزات اتوماتیک می‌توانند مطرح باشند، مشروط به سازگاری فرمولاسیون.
ساخت قطعات عایق
ریخته‌گری یا تزریق، بسته به طراحی قطعه، روش‌های متداول‌تری هستند.
پرکردن فضای داخلی
تزریق کنترل‌شده می‌تواند مناسب باشد.
این دسته‌بندی عمومی است و انتخاب نهایی باید با توجه به مشخصات واقعی محصول و قطعه انجام شود.
—
۲۵. کنترل کیفیت پس از اجرا
پس از اجرای رزین، کنترل کیفیت می‌تواند شامل موارد زیر باشد:
– بررسی ظاهری
– کنترل یکنواختی
– بررسی ترک
– بررسی حباب
– کنترل ضخامت
– بررسی چسبندگی
– بررسی کامل‌شدن پخت
– آزمون‌های الکتریکی متناسب با کاربرد
در تجهیزات حساس، آزمون نهایی باید بر اساس مشخصات فنی تجهیز تعیین شود.
—
۲۶. خطاهای رایج در روش اجرای رزین
استفاده از ابزار نامناسب
ممکن است باعث ورود حباب یا آلودگی شود.
اجرای سریع بدون کنترل سطح
کیفیت سطح مستقیماً روی نتیجه اثر می‌گذارد.
مخلوط‌کردن مقدار بیش از نیاز
ممکن است باعث شود رزین قبل از مصرف وارد مرحله ژل‌شدن شود.
اجرای لایه بسیار ضخیم
ممکن است مشکلات پخت و تنش داخلی ایجاد کند.
افزودن حلال بدون تأیید سازنده
می‌تواند خواص نهایی را تغییر دهد.
اعمال ولتاژ پیش از تکمیل پخت
ممکن است عملکرد عایق را تحت تأثیر قرار دهد.
—
۲۷. نکات ایمنی هنگام اجرای رزین
هنگام کار با سیستم‌های اپوکسی باید دستورالعمل ایمنی محصول رعایت شود.
بسته به نوع رزین و سخت‌کننده، استفاده از:
– دستکش مناسب
– عینک محافظ
– تهویه مناسب
– لباس کار مناسب
ممکن است لازم باشد.
همچنین نباید ظروف و ابزار آلوده به رزین را بدون رعایت دستورالعمل ایمنی در محیط رها کرد.
در کاربردهای الکتریکی، مهم‌تر از همه این است که عملیات روی تجهیزات برقدار انجام نشود مگر اینکه دستورالعمل‌های تخصصی و مجاز برای آن وجود داشته باشد.
—
۲۸. جمع‌بندی
روش اجرای رزین اپوکسی عایق برق باید متناسب با نوع قطعه، ابعاد، هندسه، جنس زیرلایه، ضخامت مورد نیاز و شرایط کاری انتخاب شود.
قلم‌مو برای بسیاری از تعمیرات و کاربردهای موضعی مناسب و قابل‌کنترل است. غلتک برای سطوح وسیع‌تر کاربرد دارد. اسپری در صورت سازگاری فرمولاسیون و تجهیزات می‌تواند برای پوشش‌های صنعتی استفاده شود. ریخته‌گری و تزریق نیز بیشتر در ساخت قطعات و سیستم‌های مهندسی‌شده کاربرد دارند.
در ترمیم مقره، اجرای رزین تنها پس از بررسی وضعیت ساختاری قطعه باید انجام شود و پوشاندن یک ترک عمیق به‌تنهایی معادل تعمیر کامل مقره نیست.
در کوره القایی نیز روش اجرا باید همراه با بررسی دمای واقعی، سیکل‌های حرارتی، ارتعاش و شرایط محل استفاده انتخاب شود.
برای رزین اپوکسی عایق برق پادنار کد 8119، اطلاعات آزمون ارائه‌شده شامل نتایج مشخص روی مقرۀ چرخی با ضخامت یک میلی‌متر است؛ بنابراین هنگام استفاده عملی باید شرایط واقعی کاربرد با شرایط آزمون مقایسه شود.
در نهایت، سه عامل باید همزمان کنترل شوند:
رزین مناسب + روش اجرای مناسب + آماده‌سازی و پخت صحیح
برای دریافت مشاوره فنی درباره رزین اپوکسی عایق برق پادنار کد 8119، ترمیم مقره، عایق‌کاری تجهیزات و کاربردهای صنعتی، شماره 09221696509 قابل استفاده است.
۰ دیدگاه