国产水溶性硅钢片漆在小型汽轮发电机上的应用

陆 芸

(上海电气集团上海电机厂有限公司，上海 200240)

0 引言

硅钢片绝缘漆作为电机铁心冲片表面必要的绝缘防护材料，可应用于小型、中型、大型电机铁心硅钢片的表面绝缘，以提高机组运行性能。

目前根据产品的要求不同，所使用的硅钢片漆也有所区别，用于进行绝缘处理的硅钢片漆主要有两类，即有机硅钢片漆和水溶性硅钢片漆。水溶性硅钢片漆较有机硅钢片漆有着许多优势，水溶性漆烘焙温度更低，固化时间更短，同时以水作为稀释剂更为环保。水溶性硅钢片漆如采用含填料的C6类型，则漆膜在Franklin烧损试验时泄漏电流低、漆膜热收缩率低，有利于克服长铁心在电机运行中的蠕变收缩[1]。

一直以来水溶性硅钢片漆为进口产品所垄断，价格较高。近年来，国产水溶性漆的性能取得了长足进步，同时价格相比进口产品有优势，为国产水溶性硅钢片漆的推广提供了可能。

我们对国产水溶性漆HRT1260的各项性能进行了测试。结合小汽发电机冲片特点和技术发展特性对冲片涂漆后的性能进行测试和比较，对HRT1260在C4底涂层的相容性、厚度均匀性、硬度、附着性、柔韧性、绝缘性、耐介质性、热收缩性、耐热性等进行了一系列研究。

1 HRT1260漆性能

(1) 水溶性漆HRT1260技术指标见表1。

(2) 水溶性漆HRT1260固化后漆膜性能技术指标见表2。

2 试验

2.1 水溶性漆液测试

对多批次水溶性绝缘漆样品进行测试，考察漆液性能指标的稳定性。试验数据见表3。

表1 水溶性硅钢片漆技术指标

表2 水溶性硅钢片漆固化后漆膜性能技术指标

表3 漆液性能测试数据

2.2 涂层电气性能试验

由于电气性能与硅钢片第一次涂层类型、厚度相关，故对电机性能进行裸板测试。其他性能均与第一次涂层的相容性有关，故其他性能在涂层的相容性部分进行试验。

试样采用0.65 mm裸钢板，在车间涂漆机生产线上涂一次漆。涂完漆的硅钢片漆膜表面光滑、均匀，无边缘增厚或涂覆不全现象。再将涂好漆的硅钢片按试验要求大小进行裁剪。

2.2.1 表面绝缘电阻测试

参照GB/T 2522—2007相关要求，采用富兰克林电阻仪进行测量。试样每面测量3次，每面测试结果最小值作为测量结果，测试结果见表4。

2.2.2 电气强度测试

采用50 Hz交流耐压击穿仪进行试验，试验数据见表5。

表4 表面绝缘电阻测试数据

表5 电气强度试验数据

2.3 涂层热收缩率性能

采用0.65 mm裸钢板，在车间涂漆机生产线上涂一次漆。涂完漆的硅钢片漆膜表面光滑、均匀，无边缘增厚或涂覆不全现象。试样为100片100 mm×100 mm的方片，试验开始前，测定其涂层厚度。将每组试样放置在夹具中，加压紧固后，放入烘箱100 ℃保温24 h为一个周期，记录烘焙前后的高度，计算涂层收缩率。测试结果见图1。

图1 涂层热收缩率数据图

从测试结果来看，在试验进行120 h以后收缩率的趋势已趋于平缓，进行264 h后三组试样的收缩率分别为5.723%，5.421%，5.823%，满足产品要求。

2.4 耐环境及介质试验

2.4.1 耐湿热性

取三块试样在温度为45 ℃，湿度为R95±5%的环境下，连续暴露72 h，经试验的试样无涂层起泡或锈蚀现象。

2.4.2 耐油性

取三块试样在155 ℃变压器油中浸渍24 h，经试验的试样均未发现涂层起泡或脱落现象。

2.4.3 耐水性

取三块试样在去沸腾离子水中浸渍24 h，经试验的试样均未发现涂层起泡或脱落现象。

2.4.4 耐溶剂性

取三块试样在丙酮中浸渍24 h，经试验的试样均未发现涂层起泡、脱落或锈蚀现象。

2.5 耐热性

试验采用JB/T 2624热老化试验方法—割线法进行，采用水溶性硅钢片漆E1151A为标准物质。仪器为美国TA仪器公司产TGA Q500型热分析仪。

2.5.1 试验过程

将E1151A和HRT1260按照标准要求进行制样。测试E1151A和HRT1260样品的TGA，曲线见图2、图3和图4，由测试曲线得到数据见表6。

图2 水溶性硅钢片漆E1151A样品1#

图3 水溶性硅钢片漆E1151A样品2#

图4 水溶性硅钢片漆HRT1260样品1#

表6 TGA试验数据

以上试验表明水溶性漆HRT1260有较好的耐热性，耐热性略优于E1151A，满足小汽发电机冲片耐热性要求。

3 涂漆工艺特性试验

3.1 水稀释特性

将不同比例水加入HRT1260水溶性硅钢片绝缘漆中，考察了水稀释比例与黏度的变化关系，经试验，该漆具有良好的水稀释性。黏度与水加入量曲线见图5。

图5 水稀释与黏度的关系曲线

3.2 温度-黏度特性

温度变化对黏度的影响。随着温度升高，黏度减小。温度与黏度曲线见图6。

3.3 PMT固化温度

在实验室用烘箱作为加热设备，测试了不同PMT下的漆膜固化程度，试验结果表明HRT1260绝缘漆的PMT为240～290 ℃，见图7。

图6 温度与黏度关系曲线

图7 PMT与漆膜固化度关系曲线

3.4 储存性

样品在室温磨砂口瓶半瓶放置，测试室温储存性能。经试验，放置12个月后，上层有透明状分层现象，但搅拌后漆液恢复原有状态，采用放置的漆手工涂片测试漆膜性能，主要性能见表7。根据表中试验值表明，水溶性漆储存期能满足12个月要求。

表7 储存12个月后性能数据

4 相容性试验

由于小汽轮发电机优先采用C4底涂层，故重点对C4涂层进行相关相容性试验。试样选用常用的太钢、武钢、宝钢三大钢厂的牌号为50W470的硅钢片，底涂层为C4涂层，涂覆一次HRT1260硅钢片漆。

4.1 C4底涂层涂HRT1260漆膜电气性能

在C4底涂层上涂覆一次HRT1260漆膜厚度、表面绝缘电阻、击穿电压和介电强度见表8。

4.2 C4底涂层涂HRT1260漆膜的附着性能

按GB/T 9286—1998《色漆和清漆 漆膜的划格试验》规定的方法对试样进行划格试验，试验结果为0级(切割边缘光滑，无脱落)，见图8。

按GB/T 2522—2007《电工钢片(带)表面绝缘电阻、涂层附着性测试方法》规定的方法对试样进行涂层附着性测试，测试结果为Φ10 mm，A级(试样沿Φ10 mm圆柱弯曲180°，漆膜无开裂)，见图9。

表8 HRT1260漆膜电气性能试验数据

图8 划格试验

图9 涂层附着性测试

按GB/T 6739—2006《色漆和清漆 铅笔法测定漆膜硬度》规定的方法对试样进行测试，试验结果见表9。

表9 漆膜硬度试验数据

以上试验结果说明，涂覆一次HRT1260后的漆膜附着性能，能满足小汽发电机的附着性要求。

4.3 C4底涂层涂HRT1260漆膜的老化性能

试样经过220 ℃×168 h老化后测量厚度、击穿电压和绝缘电阻，见表10。

经过220 ℃×168 h老化后的试样，按GB/T 9286—1998《色漆和清漆 漆膜的划格试验》规定的方法对试样进行划格试验，试验结果为0级(切割边缘光滑，无脱落)，见图10。

经过220 ℃×168 h老化后的试样，按GB/T 2522—2007《电工钢片(带)表面绝缘电阻、涂层附着性测试方法》规定的方法对试样进行涂层附着性测试，测试结果为Φ10 mm，A级(试样延Φ10 mm圆柱弯曲180°，漆膜无开裂)，见图11。

表10 短时老化后性能数据

图10 老化试样的划格试验

图11 老化试样的涂层附着性测试

4.4 C4底涂层涂HRT1260漆膜的叠装系数

试样采用太钢50W470涂一次HRT1260，双面涂层厚度9～10 μm，按照GB 19289—2003《电工钢片(带)的密度、电阻率和叠装系数的测量方法》要求测量，试验结果为97.2%。采用214-1涂漆的叠装系数为96.22%。通过太钢50W470涂一次HRT1260漆和214-1漆的叠装系数的对比，在同一压力下的叠装系数接近，能够满足小汽发电机的铁心叠装要求。

5 结论

(1) 国产水溶性硅钢片漆液性能满足产品技术要求。

(2) 国产硅钢片漆能够满足现有涂漆设备的工艺性要求和储存性能要求。

(3) 国产硅钢片涂层与C4底涂层相容性良好，在C4涂层上的各项性能满足产品要求。