CC BY
30ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
А.в. паньков, заместитель генерального директора по материалам, ООО «КОРТЕМ-ГОРЭЛТЕХ»
технологические особенности производства сплава для взрывозащищенного электрооборудования
Суровые климатические и эксплуатационные условия, в которых происходит работа предприятий РФ, использующих взрывозащи-щенное электрооборудование, предъявляют обоснованно повышенные требования к защите оборудования от коррозии, в том числе коррозии от сероводорода.
Качество взрывозащищенного электрооборудования, независимо от его назначения и вида исполнения, в значительной степени определяется материалами, из которых изготовлены его основные элементы, такие как, например, оболочка. Особенно критично качество для Exd оболочек с поверхностью «ВЗРЫВ», где важно поддерживать щели и пазы с огнестойкими свойствами в установленных пределах.
В промышленности используются различные сплавы, устойчивые к коррозии, среди которых ведущее место занимают сплавы из алюминия. Они намного легче чугуна и нержавеющей стали и, следовательно, в оболочки, сделанные из сплавов алюминия, удобнее размещать электрооборудование. Алюминий устойчив к коррозии и не нуждается в защите своей поверхности, в отличие от чугуна, требующего оцинковки и окрашивания. К тому же алюминий намного дешевле, чем нержавеющая сталь. Механические свойства литых алюминиевых сплавов являются наиболее приемлемыми для обеспечения взры-возащиты электрооборудования. Для литья алюминия обычно используется четыре вида сплавов:
• Алюминий-Медь;
• Алюминий-Магний;
• Алюминий-Титан;
• Алюминий-Кремний.
В результате многолетних исследований стало известно, что именно содержание меди, железа, цинка, свинца и марганца в сплаве вызывают коррозию в присутствии электролита. Алюминиево-
магниевые сплавы непригодны для производства взрывозащищенных коробок, т.к. магний легко воспламеним, и его присутствие в сплаве создает риск возникновения искры при трении о металлические предметы и инструменты, что недопустимо для предприятий данной отрасли. Сплавы с добавлением титана также не могут быть использованы в производстве взрывозащищенного электрооборудования, т.к. титан создает риск
возникновения искры. Наиболее приемлемым для производства взрывозащищенного электрооборудования является алюминиево-кремниевый сплав. Алюминиево-кремниевый сплав (АЫ) является одним из лучших сплавов, используемых при литье алюминия, так как он обладает ценными качествами, необходимыми для литья: • высокая механическая устойчивость;
Таблица 1. Легкие сплавы, применяемые при производстве электротехнического оборудования
Изделия из алюминиево-кремниевого сплава, марка вторичного алюминия Содержание примесей, способствующих коррозии, % Содержание примесей, способствующих возникновению искры,%
Cu (доп. 0,1%) Mn (доп. 0,5%) Fe (доп/ 0,7%) Zn (доп. 0,1%) Pb (доп. 0,05%) Mg
АК9 (Сплав) 1 0,5 0,8 0,5 <0,01 0,45
АК7 (Сплав) 1,5 0,6 1 0,5 <0,01 0,55
АК12 (АЛ2) (Сплав) 0,6 0,5 0,7 0,3 <0,01 0,1
ALS112 (Сплав) 0,1 0,55 1,3 0,15 <0,01 0,1
ALSi9MnMg (Сплав) 0,1 0,8 0,7 0,10 <0,01 0,5
LM24 (Сплав) 4,0 0,5 1,3 3,0 0,3 0,3
ALSi13Fe (Сплав) 0,1 0,55 1,3 0,15 <0,01 0,1
Gas 7 (Сплав) 0,1 0,4 0,15 0,1 <0,01 0,4
АК12оч (Сплав) 0,02 0,03 0,20 0,04 <0,01 0,1
ALSi13 (Сплав) 0,1 0,4 0,7 0,1 <0,01 0,1
LM6 (Сплав) 0,1 0,4 0,7 0,1 <0,01 0,1
ALSi13 марки KSi13 (Сплав) 0,1 0,4 0,15 0,1 <0,01 0,1
ALSi13 марки KSi13 (Готовое изделие) 0,1 0,4 менее 0,4 0,1 <0,01 0,1
Красным цветом обозначено недопустимое количество примесей, способствующих ускоренной коррозии алюминиево-кремниевого сплава, и категорически недопустимое при наличии воздействия сероводорода
24 \\ ТЕРРИТОРИЯ нефтегаз \\
\\ № 3 \\ март \ 2011
\\ ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ \\
№ 3 \\ март \ 2011
Рис. 1. Немодифицированный алюминиевый сплав G-AlSi13 в изделиях других производителей
• повышенная ковкость;
• повышенная плотность;
• устойчивость против коррозии; Выше приведена сводная таблица, в которой перечислены используемые алюминиево-кремниевые сплавы с различными примесями и их влияние на коррозионную стойкость.
Кроме примесей, влияющих на устойчивость к коррозии, важную роль в стойкости материала играет наноструктура сплава.
Для понимания смысла изменения наноструктуры сплава на физическом и механическом уровнях достаточно проанализировать разницу структуры на микрографии до и после обработки. Если посмотреть на микрографии, можно увидеть улучшенное качество измененной структуры сплава справа, в сравнении с грубой структурой неизмененного сплава слева. Длительные и кропотливые исследования процессов структуро- и фазо-образования в сплавах при различных физико-химических воздействиях на затвердевающий расплав привели к созданию изделий из модифицированного алюминиево-кремниевого сплава нового поколения "^Ш", который отличается повышенной коррозионной стойкостью,увеличением прочности в 2 раза и пластичности в 1,5-2 раза. Для создания изделий из сплава нового поколения "КБ1'13" используется инновационный принцип управления кристаллизацией с целью получения наночастиц с заданными свойствами. Наночастицы с заданными свойствами образуются благодаря использованию технологии литья под давлением (около 1 тыс. т) в кокиль с подачей сплава снизу со специальными термо-пресс-формами.
Обычно учитывается стойкость к коррозии алюминиево-кремниевых сплавов
Рис. 2. Коррозионностойкий модифицированный алюминиево-кремниевый сплав GALSi13 марки ^13
по примеси меди, и редко учитывается тот факт, что примесь железа также является важным фактором в стойкости сплава. Необходимо учитывать миграцию ионов железа, которая происходит в процессе производства готовых изделий из кокиля и пресс-форм. И часто предельно допустимое содержание ионов железа в сплаве соответствует 0,7%, но в готовом изделии содержится более 1% примеси железа, что уже недопустимо для взрывозащищенного оборудования, находящегося под воздействием сероводорода. В компании КОРТЕМ ведется строгий контроль при производстве алюминиево-кремниевых сплавов, в том числе и по примесям железа. При производстве алюминиево-кремниевого сплава несколько 10-тонных печей непрерывно переплавляют всегда только одну марку сверхчистого вторичного алюминиевого сплава. Для обеспечения качества и чистоты сплава в готовых изделиях в расчетах учитывается даже миграция ионов из материала корпуса тигеля и пресс-формы. Процесс производства сплава организован таким образом, чтобы можно было отслеживать процент примесей в сплаве на всех этапах производственного процесса. Медь присутствует в алюминиево-кремниевом сплаве только в качестве примеси, и первичные сплавы могут содержать максимум 0,05% меди в слитках и 0,1% в отливке. Железо присутствует также только в качестве примеси, и первичные сплавы могут содержать максимум 0,15% железа в слитках и всего 0,4% в отливке. Сплав с такими характеристиками гарантирует полную защиту от коррозии в любой коррозийной окружающей среде. Компания КОРТЕМ при производстве взрывозащищенного электрооборудования использует коррозионностой-
кий модифицированный алюминиево-кремниевый сплав GALSi13 «^Ш». Особо следует отметить использование алюминиево-кремниевого сплава СА1_Б1'13 «КБШ» при производстве оболочек 3-го поколения ОТЕ. Данные оболочки предназначены для эксплуатации в коррозионно неблагоприятных условиях. Стенкам оболочки необходимы очень высокие характеристики прочности, текучести и теплопроводности, что обеспечивается благодаря уникальным свойствам сплава GALSi13 «КБШ». Специально спроектированная форма и размер оболочки позволяют уменьшить воздействие внутреннего взрыва на установленные электрические компоненты минимум на 30%. Сегодня компания КОРТЕМ эксклюзивно изготавливает коррозионностойкие Exd корпуса ОТЕ третьего поколения. Исключительные функциональные возможности корпусов ОТЕ дополняются великолепным промышленным дизайном изделий. Поверхность «ВЗРЫВ» надолго сохранит свои свойства и сделает оборудование не требующим замены в течение нескольких десятилетий. Стойкость к воздействию сероводорода отражена в сертификате ГОСТ Р.
С О R Т Е М
GROUP
(орэлт^^
завод взрывозащищенного оборудования ооо «кортем-горэлтех»
197229, г. Санкт-Петербург, ул. 1-я Конная Лахта, д. 1 Тел./факс: +7 (800) 100-100-4, многоканальный e-mail: [email protected] www.cortemgroup.ru
WWW.NEFTEGAS.INFO
\\ взрывозащищенное оборудование \\ 25
