電機在運行中會(huì )發(fā)生各種各樣的故障,造成故障的原因也是復雜的,有電氣原因,也有機械原因,它與電機的結構形式、制造質(zhì)量、使用條件和維護情況等有密切關(guān)系。同一故障可有不同的外觀(guān)現象,而同一種外觀(guān)也可能有不同故障原因引起,對于故障電機,往往要通過(guò)許多方面的分析才能找到故障原因。
電機的維護(包括電機的拆卸與裝配工藝,繞組的檢查與修理、繞組的重繞與絕緣處理以及鐵芯、轉軸、集電環(huán)、換向器、軸承的檢查與修理等)在其它文章中均有詳細敘述,本文主要探討當計劃修理的電機絕緣電阻低,需經(jīng)過(guò)清洗工序來(lái)提高電機繞組絕緣電阻的工藝對策問(wèn)題。
1、絕緣電阻低的故障原因
船用電機由于長(cháng)期運行于高溫、振動(dòng)、潮濕、沖擊且空氣中充滿(mǎn)油霧及鹽霧的惡劣環(huán)境中,不斷受到熱老化、振動(dòng)老化,還要受到絕緣材料表面積累大量粉塵和油污所產(chǎn)生的酸性化合物的侵入以及在電場(chǎng)的作用下發(fā)生電解,從而促使絕緣材料的龜裂和破壞,使電機在潮濕的環(huán)境下絕緣逐漸老化,絕緣電阻逐漸下降。若電機仍處理在這樣惡劣環(huán)境下繼續運行,將加速電機繞組絕緣電阻的降低,尤其是進(jìn)海水的電機都會(huì )發(fā)生絕緣電阻大幅度的降低。
2、常用清洗劑材料
無(wú)論是傳統的定期計劃需要維修的船用電機,還是通過(guò)監控和數理統計分析后需要維修的船用電機,務(wù)必經(jīng)過(guò)清洗工序后,才能予以絕緣處理。
傳統的清洗液材料有汽油、四氯化碳、容積比為2:1的四氯化碳汽油混合液以及其它有機溶劑等。近期應用較廣的清洗材料有在化學(xué)和電性能呈中性的表面活性劑水溶液(簡(jiǎn)稱(chēng)中性清洗劑)以及HR-811等新型機電設備專(zhuān)用清洗劑。對于受海水浸透的電機,宜采用蒸餾水,若條件有困難用中性水清洗液亦可。
3、電機清洗工藝探討
對于需要進(jìn)行維修恢復其絕緣性能的電機,必須予以徹底的清洗。傳統的清洗工藝采用毛刷蘸汽油、四氯化碳或四氯化碳汽油混合液進(jìn)行刷洗,然后再沖洗干凈。這種清洗方法對電機的絕緣有害,也無(wú)法去除無(wú)機鹽,將影響電機的壽命,對操作者身體健康也有很大危害,而且易燃易爆很不安全,所以不作推廣采用。
近幾年來(lái),新型安全高效型清洗劑不斷推廣,有國產(chǎn)的,也有中外合資的機電設備清洗劑。這類(lèi)清洗劑耐電壓25KV,甚至35KV,可在工作現場(chǎng)采用噴射法、浸泡法直接清洗電氣設備,清洗時(shí)不必全部拆卸,特別是可以清洗因故不能斷電的電氣設備,安全可靠、操作簡(jiǎn)單,所以逐漸廣泛用于營(yíng)運中的船舶。使用這類(lèi)清洗劑時(shí),建議現場(chǎng)注意通風(fēng)換氣和遠離火源,壓縮空氣中不含水汽。另外這類(lèi)清洗劑流動(dòng)性較差,價(jià)格偏高(約28元/kg左右)。受海水侵入的電機,宜置于80℃左右的蒸餾水(無(wú)條件可用中性水清洗液)中浸泡4~6h,使電機內部的鹽分完全溶解在水中及油污雜物漂浮在水面上,然后再換幾次清水,累計浸泡時(shí)間在15h左右后,基本上完成了受海水侵入電機的清洗工作,轉下一步的干燥工序。采用這種方法多數情況下是可行的。

4、介紹幾種特殊的處理方案
(1)1993年,某艇450kW柴油發(fā)電機艙,由于艙段操作失誤,發(fā)電機一半被海水浸透達6h,待排除海水后,由于發(fā)電機不能出艙,在原地進(jìn)行分解,用蒸餾水反復清洗達9h,經(jīng)外部干燥加熱效果良好。
(2)1994年,某艇220kW直流發(fā)電機電樞,由于長(cháng)期采用HR-888A清洗劑在原地噴射維護保養,致使電刷碳粉積累在升高片間,出艙前絕緣電阻為0.2MΩ。出艙后采用SS-25清洗劑浸泡電樞換向器和升高片端,同時(shí)施加超聲波振動(dòng)清洗劑,歷時(shí)14h,立即測量絕緣電阻達15 MΩ。
(3)某遠洋船軸帶720kW直流發(fā)電機,由于所處位置在艙室底部,修前絕緣電阻為0.3 MΩ。進(jìn)廠(chǎng)修理時(shí),用中性水清洗劑壓力沖洗,進(jìn)烘爐干燥,歷時(shí)6天,測電樞絕緣電阻曲線(xiàn)一直不上翹,停止燒烤后,經(jīng)細致檢查發(fā)現在電樞鐵芯通風(fēng)槽中仍有大量碳粉,于是將電樞繞組換向器端無(wú)緯帶切去一半,再予以徹底清洗,結果效果甚好。
(4)近期承修俄羅斯15800t拖網(wǎng)漁船數條,第一條采用中性水清洗劑,第二條采用HR-888b清洗劑。第一條船4臺發(fā)電機(兩臺160kW,兩臺100kW)轉子清洗后,烘烤5天絕緣電阻比修前還低,即絕緣電阻烘烤曲線(xiàn)得不到上翹,分別為10 MΩ→5 MΩ、80 MΩ→9 MΩ、30 MΩ→25 MΩ、40 MΩ→1.5 MΩ。于是決定停止烘烤一天,使其降到環(huán)境溫度,然后再繼續烘烤,雖絕緣電阻明顯好轉,恢復性能,但延長(cháng)了周期。如船廠(chǎng)具備真空烘烤設備,將會(huì )縮短修理周期。
第二條船采用清洗劑清洗后,烘烤4天,也出現絕緣電阻比以前還低的情況,分別為2.2 MΩ→0.15 MΩ、5.0 MΩ→0.35 MΩ、2.0 MΩ→0.35 MΩ、0.2 MΩ→0.2 MΩ。于是改用汽油噴射清洗,此時(shí)務(wù)必做好防火安全措施。經(jīng)烘烤干燥后,絕緣電阻明顯提高分別達到100 MΩ、16 MΩ、11 MΩ他1.7 MΩ。究其原因,該發(fā)電機磁級繞組用云母和云母帶作絕緣材料,由于該類(lèi)清洗劑流動(dòng)性較差,易使油污垢進(jìn)入磁極內,得不到徹底清洗而造成的。根據歷來(lái)經(jīng)驗,認為不宜盲目使用該類(lèi)清洗劑來(lái)清洗發(fā)電機轉子磁極繞組,具體問(wèn)題具體分析。
5、替代汽油清洗電機轉子的工藝
在傳統的電機清洗工藝存在著(zhù)極大的安全隱患,容易造成人身及財產(chǎn)安全隱患,事實(shí)上,由于使用汽油清洗而造成重大安全事故的案例比比皆是;使用汽油,由于其閃點(diǎn)很低(-50℃),因而極易發(fā)生燃燒或爆炸;汽油的單價(jià)很高,又容易揮發(fā),因此造成使用成本的進(jìn)一步增加。清洗后的廢油無(wú)法排放。

清洗工藝流程:
流程 | 建議產(chǎn)品 | 重點(diǎn)工藝控制參數 | 設備建議 |
粗洗除油 | 電氣設備油污清洗劑 |
溫度:常溫/60-70℃ 濃度:3-5% 時(shí)間:2mins |
噴洗/超聲波 |
精洗除油 | 機電設備清洗劑 |
溫度:常溫/60-70℃ 濃度:2-3% 時(shí)間:2mins |
噴洗/超聲波 |
防銹清洗 | 帶電除銹防銹劑 |
溫度:80-90℃ 濃度:2-3% 時(shí)間:2mins |
帶加熱漂洗裝置 |
烘干 | 120℃,60mins | 帶鼓風(fēng)的烘箱 | |
噴防銹漆 | 常溫 |
總結:此工藝完全可以解決電機轉子生銹及安全生產(chǎn)的問(wèn)題,清洗潔凈的同時(shí),又可保證電子轉子不生銹,不影響后道油漆噴漆的附著(zhù)力。
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