دانشنامه جامع اپوکسی عایق الکتریکی 58

فصل ۵۸ ـ  استقامت مکانیکی رزین اپوکسی عایق برق؛ تنش، ضربه، ارتعاش و نقش آن در دوام عایق

استقامت مکانیکی رزین اپوکسی عایق برق یکی از عوامل مهم در دوام سیستم‌های عایق الکتریکی است. این رزین علاوه بر تحمل تنش‌های الکتریکی، ممکن است در زمان بهره‌برداری در معرض ضربه، ارتعاش، فشار و تغییرات دما قرار بگیرد. شناخت خواص مکانیکی رزین اپوکسی کمک می‌کند تا احتمال ترک‌خوردگی، جداشدگی و افت عملکرد عایق بهتر ارزیابی شود.

در نگاه اول ممکن است تصور شود که وظیفه رزین اپوکسی عایق برق فقط جلوگیری از عبور جریان الکتریکی است. اما در بسیاری از تجهیزات الکتریکی، عایق هم‌زمان باید نقش یک ماده محافظ، نگهدارنده و حتی بخشی از ساختار مکانیکی قطعه را نیز ایفا کند. رزین ممکن است روی فلز، سرامیک، مقره، سیم‌پیچ یا سایر اجزای الکتریکی قرار گرفته باشد و در طول عمر تجهیز، علاوه بر میدان الکتریکی، با نیروهای مکانیکی مختلف نیز مواجه شود. لرزش، ضربه، انبساط و انقباض حرارتی، فشار، کشش، تنش ناشی از وزن قطعات و حتی تغییرات ابعادی زیرلایه می‌توانند به عایق فشار وارد کنند.

اگر این تنش‌ها از ظرفیت تحمل ساختار رزین یا اتصال آن به زیرلایه بیشتر شوند، ترک، جداشدگی، شکست موضعی و ایجاد حفره ممکن است اتفاق بیفتد. هر یک از این عیوب می‌تواند در مرحله بعدی عملکرد الکتریکی عایق را نیز تحت تأثیر قرار دهد. بنابراین در یک سیستم عایق الکتریکی، استقامت مکانیکی و عملکرد الکتریکی دو موضوع کاملاً جدا از یکدیگر نیستند.

برای خرید محصول کلیک کنید

۱. چرا خواص مکانیکی رزین عایق برق اهمیت دارد؟

رزین اپوکسی پس از پخت به یک ماده سخت و شبکه‌ای تبدیل می‌شود. این ویژگی باعث می‌شود بتواند یک پوشش یا لایه محافظ نسبتاً پایدار ایجاد کند. اما سخت بودن به معنی شکست‌ناپذیر بودن نیست. هر ماده جامد، محدوده‌ای از تنش مکانیکی را می‌تواند تحمل کند. اگر تنش از این محدوده فراتر رود، ابتدا ممکن است تغییر شکل ایجاد شود و سپس ترک یا شکست رخ دهد. در عایق‌های الکتریکی، اهمیت این موضوع بیشتر است، زیرا یک ترک مکانیکی فقط یک نقص ظاهری نیست. ترک می‌تواند:

– مسیر مناسبی برای نفوذ رطوبت ایجاد کند؛
– سطح مؤثر عایق را تغییر دهد؛
– موجب تمرکز میدان الکتریکی شود؛
– محل شروع تخلیه‌های موضعی باشد؛
– چسبندگی پوشش به زیرلایه را کاهش دهد؛
– و در نهایت استقامت الکتریکی سیستم را کاهش دهد.

به همین علت بررسی مکانیکی رزین باید بخشی از ارزیابی جامع عایق باشد.

—

۲. سختی با استحکام یکی نیست

در ارزیابی مواد پلیمری، گاهی «سختی» و «استحکام» به اشتباه یک مفهوم در نظر گرفته می‌شوند. سختی بیانگر مقاومت ماده در برابر تغییر شکل موضعی یا نفوذ یک جسم دیگر است، در حالی که استحکام به توانایی تحمل تنش تا پیش از شکست مربوط می‌شود. یک رزین ممکن است سخت باشد اما در برابر ضربه یا تنش ناگهانی شکننده عمل کند. در مقابل، ماده‌ای با انعطاف‌پذیری بیشتر ممکن است در برابر برخی تغییر شکل‌ها رفتار بهتری داشته باشد. برای انتخاب رزین عایق برق، بنابراین نباید فقط به سختی سطح توجه کرد.

—

۳. مقاومت کششی رزین اپوکسی

یکی از خواص مکانیکی مهم مواد پلیمری، مقاومت کششی است. در آزمون کشش، نمونه تحت نیرویی قرار می‌گیرد که تمایل دارد آن را در دو جهت مخالف بکشد. با افزایش نیرو، نمونه ممکن است ابتدا تغییر شکل محدودی داشته باشد و در ادامه، بسته به نوع ماده، به مرحله شکست برسد. مقاومت کششی به تنهایی برای ارزیابی یک رزین عایق کافی نیست، اما اطلاعات ارزشمندی درباره ظرفیت تحمل تنش آن فراهم می‌کند.

—

۴. مدول الاستیسیته

مدول الاستیسیته یکی دیگر از پارامترهای مهم است. به زبان ساده، این پارامتر نشان می‌دهد ماده در برابر تغییر شکل الاستیک چه میزان مقاومت دارد. اگر یک رزین مدول بالایی داشته باشد، در برابر یک تنش مشخص ممکن است تغییر شکل کمتری نشان دهد. اما این ویژگی همیشه به معنی عملکرد بهتر نیست. اگر رزین بیش از حد سخت و کم‌انعطاف باشد، در شرایطی که زیرلایه دچار تغییر شکل یا انبساط شود، ممکن است تنش بیشتری در فصل مشترک ایجاد کند.

—

۵. شکنندگی رزین اپوکسی

یکی از موضوعات مهم در برخی رزین‌های اپوکسی سخت‌شده، شکنندگی نسبی آنها است. رزین سخت ممکن است در برابر فشارهای معمول عملکرد مناسبی داشته باشد، اما در برابر ضربه ناگهانی یا تغییر شکل زیاد، مستعد ترک باشد. این مسئله در تجهیزات صنعتی دارای لرزش یا در قطعاتی که در معرض ضربه مکانیکی قرار دارند، اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. بنابراین هنگام طراحی سیستم عایق، باید بین سختی، استحکام، چقرمگی و میزان انعطاف‌پذیری تعادل مناسبی برقرار شود.

—

۶. چقرمگی چیست؟

چقرمگی را می‌توان به‌طور ساده توانایی ماده برای جذب انرژی قبل از شکست دانست. دو ماده ممکن است مقاومت کششی مشابهی داشته باشند، اما یکی از آنها انرژی بسیار بیشتری قبل از شکست جذب کند. این تفاوت در کاربردهایی که عایق در معرض ضربه، ارتعاش یا تنش‌های متغیر قرار دارد، اهمیت دارد. در یک پوشش عایق الکتریکی، چقرمگی مناسب می‌تواند احتمال گسترش سریع ترک را کاهش دهد؛ البته این موضوع باید با آزمون واقعی همان فرمولاسیون ارزیابی شود.

—

۷. ضربه و عایق اپوکسی

ضربه یک نیروی ناگهانی است و رفتار ماده در برابر آن الزاماً مشابه رفتار در یک بارگذاری آرام نیست. برای مثال، ممکن است یک رزین در آزمون کشش استحکام مناسبی داشته باشد، اما در برابر ضربه ناگهانی دچار ترک شود. این مسئله در زمان:

– حمل تجهیزات؛
– نصب قطعات؛
– تعمیرات؛
– برخورد ابزار؛
– یا کار در محیط صنعتی

اهمیت پیدا می‌کند. به همین دلیل در کاربردهای حساس، مقاومت ضربه‌ای نیز می‌تواند یکی از پارامترهای قابل بررسی باشد.

—

۸. ارتعاش و خستگی مکانیکی

تجهیزات الکتریکی صنعتی ممکن است برای سال‌ها در معرض ارتعاش باشند. ارتعاش مداوم حتی اگر هر بار نیروی بسیار زیادی ایجاد نکند، می‌تواند در طول زمان باعث خستگی مکانیکی شود. در چنین شرایطی، نقاطی که تنش در آنها متمرکز شده است، اهمیت بیشتری پیدا می‌کنند. لبه‌ها، گوشه‌ها، محل اتصال دو ماده و نواحی دارای نقص می‌توانند محل شروع ترک باشند.

—

۹. تفاوت بارگذاری استاتیک و دینامیک

در بارگذاری استاتیک، نیرو نسبتاً ثابت یا با سرعت پایین تغییر می‌کند. اما در بارگذاری دینامیک، نیرو با زمان تغییر می‌کند. رفتار یک رزین پلیمری در این دو وضعیت ممکن است یکسان نباشد. در برخی کاربردهای عایق برق، باید علاوه بر استحکام ایستا، رفتار ماده در برابر سیکل‌های مکانیکی نیز بررسی شود. این موضوع به‌ویژه برای تجهیزات دارای موتور، ترانسفورماتور، ژنراتور و سامانه‌های صنعتی دارای ارتعاش اهمیت دارد.

—

۱۰. تنش ناشی از اختلاف انبساط حرارتی

یکی از مهم‌ترین منابع تنش مکانیکی در عایق‌های رزینی، تغییر دما است. رزین اپوکسی، فلز و سرامیک معمولاً ضریب انبساط حرارتی یکسانی ندارند. فرض کنیم رزین روی یک قطعه فلزی قرار گرفته باشد. با افزایش دما، فلز و رزین تمایل دارند به اندازه متفاوتی منبسط شوند. اما چون به یکدیگر متصل هستند، آزادی کامل برای تغییر ابعاد ندارند. در نتیجه تنش‌هایی در داخل رزین و در فصل مشترک ایجاد می‌شود. با تکرار گرم و سرد شدن، این تنش‌ها می‌توانند در طول زمان به خستگی و ایجاد ترک منجر شوند.

—

۱۱. چرا سیکل حرارتی می‌تواند ترک ایجاد کند؟

یک افزایش دمای منفرد ممکن است هیچ مشکلی ایجاد نکند. اما اگر قطعه مرتباً از دمای پایین به دمای بالا و دوباره به دمای پایین برگردد، ساختار عایق بارها منبسط و منقبض می‌شود. این فرآیند را می‌توان نوعی بارگذاری مکانیکی تکرارشونده دانست. در صورتی که طراحی یا انتخاب ماده مناسب نباشد، ممکن است به تدریج:

تنش → ریزترک → رشد ترک → جداشدگی → نقص عایقی رخ دهد .

—

۱۲. فصل مشترک رزین و فلز

در بسیاری از کاربردها، رزین اپوکسی مستقیماً روی فلز قرار می‌گیرد. در این حالت کیفیت اتصال میان دو ماده اهمیت بسیار زیادی دارد. اگر چسبندگی ضعیف باشد، تنش‌های حرارتی و مکانیکی ممکن است باعث جدا شدن رزین از فلز شوند. حتی اگر خود رزین کاملاً سالم باقی بماند، شکست در فصل مشترک می‌تواند عملکرد کل سیستم را مختل کند.

—

۱۳. جداشدگی یا Delamination

Delamination یا جداشدگی لایه‌ای به حالتی گفته می‌شود که اتصال بین دو لایه یا دو ماده از بین می‌رود. در یک پوشش اپوکسی، این اتفاق ممکن است در مرز بین رزین و فلز، رزین و سرامیک یا بین دو لایه مختلف رخ دهد. جداشدگی علاوه بر کاهش استحکام مکانیکی، ممکن است فضای خالی ایجاد کند. وجود فضای خالی در یک عایق الکتریکی می‌تواند از نظر میدان الکتریکی نیز نامطلوب باشد. بنابراین کیفیت چسبندگی باید هم از دیدگاه مکانیکی و هم از دیدگاه الکتریکی بررسی شود.

—

۱۴. نقش آماده‌سازی سطح

یکی از عوامل مهم در عملکرد مکانیکی پوشش اپوکسی، آماده‌سازی صحیح زیرلایه است. وجود:

– روغن؛
– گریس؛
– گردوغبار؛
– زنگ؛
– رطوبت؛
– آلودگی شیمیایی؛
– یا ذرات سست

می‌تواند چسبندگی را کاهش دهد. در نتیجه حتی اگر رزین از نظر ذاتی خواص مکانیکی مناسبی داشته باشد، اجرای نادرست می‌تواند باعث شکست زودهنگام پوشش شود.

—

۱۵. تنش پسماند در رزین

گاهی رزین پس از پخت، حتی بدون اعمال نیروی خارجی، دارای تنش داخلی است. این تنش‌ها می‌توانند در اثر:

– جمع‌شدگی هنگام پخت؛
– اختلاف انبساط حرارتی؛
– ضخامت زیاد؛
– پخت نامناسب؛
– یا محدود شدن حرکت رزین توسط زیرلایه

ایجاد شوند. اگر تنش پسماند بالا باشد، مقاومت عایق در برابر شرایط بعدی ممکن است کاهش یابد.

—

۱۶. اهمیت ضخامت در تنش مکانیکی

ضخامت رزین فقط یک پارامتر الکتریکی نیست. افزایش ضخامت می‌تواند بر نحوه انتقال حرارت، جمع‌شدگی، تنش‌های داخلی و رفتار مکانیکی نیز اثر بگذارد. به‌خصوص در پوشش‌های ضخیم، کنترل فرآیند پخت اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. بنابراین نباید تصور کرد که «هرچه رزین ضخیم‌تر باشد، از نظر مکانیکی و الکتریکی همیشه بهتر است.» ضخامت باید متناسب با کاربرد، فرآیند اجرا و مشخصات فنی انتخاب شود.

برای خرید محصول کلیک کنید

۱۷. حباب و ضعف مکانیکی

وجود حباب داخلی فقط یک نقص ظاهری نیست. حباب می‌تواند سطح مؤثر تحمل تنش را کاهش دهد و در اطراف خود تمرکز تنش ایجاد کند. هنگامی که نیرو به ماده وارد می‌شود، اطراف یک حفره یا نقص داخلی ممکن است نسبت به بخش سالم ماده تحت تنش متفاوتی قرار گیرد. اگر هم‌زمان میدان الکتریکی نیز وجود داشته باشد، این ناحیه از دو جهت تحت شرایط نامطلوب قرار می‌گیرد.

—

۱۸. گوشه‌های تیز و تمرکز تنش

در هندسه‌های دارای گوشه تیز، تنش مکانیکی می‌تواند به صورت موضعی افزایش پیدا کند. به همین دلیل در طراحی قطعات عایق رزینی، حذف گوشه‌های کاملاً تیز و استفاده مناسب از شعاع گوشه در بسیاری از موارد مفید است. این موضوع از نظر میدان الکتریکی نیز اهمیت دارد، زیرا گوشه‌های تیز می‌توانند موجب تمرکز میدان شوند. بنابراین یک طراحی مناسب می‌تواند هم‌زمان تنش مکانیکی و تمرکز میدان را کاهش دهد.

—

۱۹. اثر لرزش روی اتصالات عایقی

در تجهیزات دارای ارتعاش، فقط خود رزین مورد توجه نیست. اتصال رزین به قطعه، سیم، ترمینال، فلز یا سرامیک نیز باید توانایی تحمل ارتعاش را داشته باشد. اگر اتصال به مرور شل شود یا ترک‌های ریز در اطراف آن ایجاد شوند، ممکن است عایق در معرض شرایط جدیدی قرار گیرد. به همین دلیل طراحی مکانیکی مجموعه باید همراه با طراحی الکتریکی انجام شود.

—

۲۰. فشار و بار فشاری

رزین اپوکسی معمولاً در برابر فشار رفتار متفاوتی نسبت به کشش دارد. در بعضی ساختارها، رزین بیشتر تحت فشار قرار می‌گیرد و در برخی دیگر تنش کششی یا برشی غالب است. بنابراین نوع بارگذاری باید قبل از انتخاب ماده مشخص شود. نمی‌توان یک مقدار استحکام را بدون توجه به نوع تنش به تمام شرایط کاری تعمیم داد.

—

۲۱. تنش برشی در اتصال رزین

در بسیاری از پوشش‌ها، تنش غالب الزاماً کششی نیست. ممکن است بر اثر اختلاف حرکت دو سطح، نیروی برشی در فصل مشترک ایجاد شود. این حالت در اتصال رزین به فلز، سرامیک یا سایر مواد صلب اهمیت دارد. بنابراین هنگام ارزیابی چسبندگی، نوع تنش واقعی محیط کار باید در نظر گرفته شود.

—

۲۲. اثر پیرشدگی بر خواص مکانیکی

خواص مکانیکی رزین می‌توانند در طول زمان تغییر کنند. حرارت، رطوبت، تابش، مواد شیمیایی و تنش‌های مکانیکی مکرر ممکن است باعث تغییر ساختار پلیمر شوند. در بعضی شرایط ماده سخت‌تر و شکننده‌تر می‌شود و در شرایط دیگر ممکن است تغییرات متفاوتی رخ دهد. به همین دلیل برای کاربردهای طولانی‌مدت، بهتر است تنها خواص نمونه تازه بررسی نشود. آزمون‌های پیرشدگی می‌توانند اطلاعات بیشتری درباره رفتار احتمالی ماده در طول زمان فراهم کنند.

—

۲۳. اثر مواد شیمیایی

قرار گرفتن عایق رزینی در برابر مواد شیمیایی می‌تواند خواص مکانیکی آن را تغییر دهد. نوع ماده شیمیایی، غلظت، دما و مدت تماس اهمیت دارند. ممکن است یک ماده شیمیایی باعث نرم‌شدن، تورم، تغییر سطح یا کاهش چسبندگی شود. بنابراین در محیط‌های صنعتی خاص، سازگاری شیمیایی رزین با محیط باید جداگانه بررسی شود.

—

۲۴. آزمون کشش

آزمون کشش یکی از روش‌های شناخته‌شده برای ارزیابی خواص مکانیکی مواد است. از این آزمون می‌توان اطلاعاتی مانند:

– مقاومت کششی؛
– تغییر شکل؛
– مدول؛
– و رفتار شکست

به دست آورد. البته نتیجه آزمون نمونه استاندارد را نباید بدون بررسی شرایط واقعی به عملکرد یک پوشش ضخیم روی تجهیزات نسبت داد.

—

۲۵. آزمون خمش

در آزمون خمش، نمونه تحت بارگذاری خمشی قرار می‌گیرد. این آزمون می‌تواند برای شناخت رفتار مکانیکی برخی سیستم‌های رزینی مفید باشد. اما نوع آزمون باید متناسب با کاربرد انتخاب شود. برای مثال، اگر عایق در عمل عمدتاً تحت کشش یا برش قرار می‌گیرد، آزمون خمش به تنهایی تصویر کاملی ارائه نمی‌دهد.

—

۲۶. آزمون ضربه

آزمون ضربه برای بررسی رفتار ماده در برابر بارگذاری سریع استفاده می‌شود. در پروژه‌هایی که تجهیزات ممکن است هنگام حمل، نصب یا بهره‌برداری تحت ضربه قرار گیرند، این ویژگی می‌تواند اهمیت داشته باشد. نتیجه آزمون ضربه باید با توجه به روش آزمون، شکل نمونه و شرایط محیطی تفسیر شود.

—

۲۷. آزمون چسبندگی پوشش

برای رزین‌هایی که به صورت پوشش اجرا می‌شوند، آزمایش چسبندگی اهمیت ویژه‌ای دارد. آزمون‌های مختلفی برای ارزیابی چسبندگی وجود دارد که بسته به نوع پوشش و زیرلایه انتخاب می‌شوند. در صورت شکست پوشش، باید مشخص شود شکست در کجا اتفاق افتاده است:

– در خود رزین؛
– در فصل مشترک رزین و زیرلایه؛
– یا در زیرلایه.

این تفاوت در تحلیل علت خرابی بسیار مهم است.

—

۲۸. چرا آزمون چسبندگی باید با آزمون الکتریکی همراه شود؟

فرض کنیم پوشش از نظر چسبندگی بسیار خوب است، اما داخل آن حباب‌های متعدد وجود دارد. از طرف دیگر ممکن است رزین از نظر استقامت الکتریکی مناسب باشد، اما چسبندگی آن به زیرلایه ضعیف باشد. در هر دو حالت، سیستم نهایی ممکن است عملکرد مطلوبی نداشته باشد. بنابراین در عایق‌های حساس، بهتر است ارزیابی به صورت چندجانبه انجام شود.

—

۲۹. مقاومت مکانیکی در برابر لرزش

اگر رزین در تجهیزی مانند ماشین الکتریکی یا مجموعه صنعتی دارای ارتعاش استفاده شود، آزمون لرزش می‌تواند اهمیت پیدا کند. در این آزمون، نمونه یا مجموعه در شرایط مشخصی تحت ارتعاش قرار می‌گیرد و پس از آن تغییرات ظاهری، مکانیکی و الکتریکی بررسی می‌شوند. اگر بعد از ارتعاش، ترک، جداشدگی یا کاهش خواص عایقی مشاهده شود، طراحی نیازمند بازنگری خواهد بود.

—

۳۰. ترکیب آزمون‌های مکانیکی و الکتریکی

یکی از روش‌های مناسب برای ارزیابی یک سیستم عایقی، بررسی وضعیت الکتریکی قبل و بعد از بارگذاری مکانیکی است. برای مثال می‌توان:

۱. مقاومت عایقی نمونه را اندازه‌گیری کرد.

۲. آزمون مکانیکی مشخصی انجام داد.

۳. نمونه را دوباره از نظر ظاهری بررسی کرد.

۴. مقاومت عایقی را دوباره اندازه‌گیری کرد.

۵. در صورت نیاز آزمون‌های ولتاژ یا تخلیه جزئی را نیز تکرار کرد.

این روش می‌تواند نشان دهد که آیا بار مکانیکی موجب کاهش عملکرد الکتریکی شده است یا خیر.

—

۳۱. رابطه ترک مکانیکی و شکست الکتریکی

یک ترک کوچک الزاماً به معنای شکست فوری عایق نیست. اما ترک می‌تواند شرایطی ایجاد کند که در ادامه، تحت تأثیر رطوبت، میدان الکتریکی، تغییر دما یا تنش مکانیکی بزرگ‌تر شود. بنابراین در عایق‌های الکتریکی، بررسی ترک‌ها باید جدی گرفته شود. گاهی یک نقص کوچک مکانیکی، نقطه آغاز یک فرآیند تخریب طولانی‌مدت است.

—

۳۲. طراحی مناسب برای کاهش تنش

برای کاهش احتمال آسیب مکانیکی می‌توان از اصولی مانند:

– انتخاب صحیح ضخامت؛
– کنترل شعاع گوشه‌ها؛
– آماده‌سازی مناسب زیرلایه؛
– جلوگیری از حباب؛
– کنترل فرآیند پخت؛
– انتخاب مناسب مواد در فصل مشترک؛
– کنترل سیکل حرارتی؛
– و کاهش تنش‌های متمرکز

استفاده کرد. هدف، ایجاد ساختاری است که در شرایط واقعی بتواند نیروهای مکانیکی و الکتریکی را هم‌زمان تحمل کند.

—

۳۳. اهمیت کنترل فرآیند پخت

رزین اپوکسی عایق برق پس از ترکیب اجزای خود وارد فرآیند پخت می‌شود. اگر نسبت اختلاط، زمان، دما یا شرایط پخت مطابق دستورالعمل نباشد، ممکن است خواص نهایی ماده با حالت مورد انتظار تفاوت داشته باشد. پخت ناقص می‌تواند بر خواص مکانیکی و الکتریکی اثر بگذارد. از طرف دیگر، شرایط نامناسب فرآیند نیز می‌تواند تنش داخلی یا عیوب ساختاری ایجاد کند. بنابراین کنترل فرآیند اجرا به اندازه انتخاب ماده اهمیت دارد.

—

۳۴. نقش اپراتور در کیفیت نهایی

حتی بهترین رزین نیز اگر به شکل نامناسب اجرا شود، الزاماً بهترین عایق را ایجاد نمی‌کند. تمیزی سطح، نسبت اختلاط، زمان مصرف، نحوه اعمال، حذف حباب، ضخامت و شرایط محیطی همگی بر نتیجه اثر دارند. به همین دلیل کیفیت یک عایق رزینی را باید حاصل دو عامل دانست: کیفیت ماده + کیفیت اجرا

—

۳۵. رزین اپوکسی پادنار 8119 و ملاحظات مکانیکی

در مورد رزین اپوکسی عایق برق پادنار 8119 نیز باید میان اطلاعات مستند مربوط به عملکرد الکتریکی و مشخصات مکانیکی تمایز قائل شد. اگر برای مقاومت کششی، مدول، مقاومت ضربه، چقرمگی، سختی، مقاومت برشی یا سایر پارامترهای مکانیکی این محصول ، گزارش آزمایشگاهی یا دیتاشیت معتبر وجود داشته باشد، همان مقادیر باید با ذکر روش آزمون و شرایط آن ارائه شوند. در صورت نبود چنین داده‌ای، نباید اعداد مکانیکی تخمینی به محصول نسبت داده شود. این رویکرد به‌خصوص برای معرفی تخصصی یک رزین عایق برق اهمیت دارد؛ زیرا ولتاژ شکست الکتریکی به خودی خود مشخص‌کننده مقاومت مکانیکی رزین نیست.

—

۳۶. چگونه یک سیستم عایق مکانیکی مناسب طراحی کنیم؟

برای طراحی حرفه‌ای بهتر است ابتدا شرایط واقعی بهره‌برداری مشخص شود:

مرحله اول ـ شناسایی نیروها

مشخص شود تجهیز تحت کشش، فشار، برش، ضربه یا ارتعاش قرار دارد.

مرحله دوم ـ شناسایی تغییرات دما

محدوده دمایی و تعداد تقریبی سیکل‌های حرارتی مشخص شود.

مرحله سوم ـ بررسی زیرلایه

نوع فلز، سرامیک یا ماده پایه و ضریب انبساط آن بررسی شود.

مرحله چهارم ـ انتخاب رزین

خواص مکانیکی و الکتریکی رزین با نیاز پروژه مقایسه شود.

مرحله پنجم ـ طراحی اتصال

هندسه، ضخامت و شکل گوشه‌ها بررسی شود.

مرحله ششم ـ اجرای نمونه آزمایشی

نمونه‌ای با شرایط نزدیک به محصول نهایی ساخته شود.

مرحله هفتم ـ آزمون ترکیبی

پس از بارگذاری مکانیکی و حرارتی، خواص عایقی دوباره اندازه‌گیری شود.

—

۳۷. یک عایق الکتریکی موفق چه ویژگی‌هایی دارد؟

یک سیستم عایق رزینی موفق فقط نباید در اولین روز عملکرد مناسبی داشته باشد. باید بتواند تا حد امکان در برابر شرایط واقعی بهره‌برداری پایدار بماند. از جمله عوامل مهم می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

– استقامت الکتریکی مناسب؛
– مقاومت عایقی مناسب؛
– چسبندگی کافی؛
– مقاومت مکانیکی متناسب با کاربرد؛
– پایداری حرارتی؛
– مقاومت در برابر رطوبت؛
– کنترل حباب و تخلخل؛
– مقاومت در برابر ارتعاش؛
– و سازگاری با زیرلایه.

—

۳۸. جمع‌بندی نهایی

رزین اپوکسی عایق برق در بسیاری از تجهیزات، علاوه بر وظیفه الکتریکی، تحت تنش‌های مکانیکی و حرارتی نیز قرار دارد. به همین دلیل ارزیابی آن تنها با یک آزمون ولتاژ شکست نمی‌تواند عملکرد واقعی سیستم را مشخص کند. مقاومت کششی، مدول، چقرمگی، رفتار ضربه‌ای، مقاومت در برابر ارتعاش، چسبندگی و مقاومت در برابر تنش‌های ناشی از سیکل حرارتی، همگی می‌توانند در دوام یک عایق رزینی نقش داشته باشند.

یکی از مهم‌ترین نکات این است که خرابی مکانیکی و خرابی الکتریکی می‌توانند به یکدیگر متصل شوند. ترک، جداشدگی یا حفره ممکن است ابتدا یک نقص مکانیکی به نظر برسد، اما در ادامه می‌تواند بر میدان الکتریکی، نفوذ رطوبت، تخلیه جزئی و استقامت عایقی اثر بگذارد. بنابراین در طراحی عایق‌های اپوکسی، رویکرد صحیح آن است که ماده و فرآیند اجرا به صورت یک سیستم واحد دیده شوند؛ سیستمی که باید در برابر مجموع شرایط واقعی محیط، نه فقط یک آزمون منفرد، عملکرد قابل قبول داشته باشد.

استقامت مکانیکی رزین اپوکسی عایق برق در کنار خواص الکتریکی، نقش مهمی در دوام و قابلیت اطمینان سیستم‌های عایق دارد. به همین دلیل، ارزیابی این رزین باید متناسب با شرایط واقعی بهره‌برداری و شامل بررسی تنش، ضربه، ارتعاش، چسبندگی و تغییرات دما باشد.

برای خرید محصول کلیک کنید