علت ترکخوردگی لاک در حین سیمپیچی در سیمهای لاکی
مقدمه
ترکخوردگی پوشش لاک در طی عملیات سیمپیچی یکی از مشکلات متداول در فرآیند تولید موتور، ترانسفورماتور و تجهیزات الکتریکی است. این پدیده نهتنها موجب کاهش خواص عایقی سیم میشود، بلکه میتواند منجر به اتصال کوتاه بین دورها، افزایش تلفات دیالکتریک و در نهایت خرابی زودرس محصول گردد.
استاندارد IEC 60317 در بندهای مربوط به انعطافپذیری، چسبندگی و مقاومت در برابر ترک، الزامات دقیقی برای کنترل این پدیده ارائه کرده است.
۱. علتهای اصلی ترکخوردگی لاک
۱-۱. تنش مکانیکی در حین خمکاری و کشش
در فرآیند سیمپیچی، به ویژه در سیمهای قطر کم یا هنگام استفاده از دستگاههای با سرعت بالا، تنش خمشی و کششی زیادی به سطح لاک وارد میشود. اگر ضخامت لاک، ترکیب رزینی یا دمای سیم نامناسب باشد، این تنشها موجب شکست شبکه پلیمری لاک و بروز ترکهای موئینه میشود.
بر اساس آزمونهای IEC 60851-3، مقاومت در برابر خمکاری باید بدون ایجاد ترک تا شعاع مشخصی از خم تضمین شود.
۱-۲. انتخاب نامناسب نوع لاک
لاکهای پایه پلیاستر بهدلیل سختی ذاتی در برابر خمشهای شدید حساسترند، در حالیکه لاکهای پلیاسترایمید و پلیایمیدآمید مقاومت بالاتری در برابر ترک دارند.
بهکارگیری لاکهایی با درصد بالای سختکننده یا بدون افزودنیهای انعطافدهنده (flexibilizer) نیز خطر ترکخوردگی را افزایش میدهد.
۱-۳. شرایط نامناسب پخت لاک
در صورت پخت ناکامل، شبکه پلیمری بهطور کامل شکل نمیگیرد و لاک شکننده میشود. از سوی دیگر، پخت بیشازحد (overbaking) نیز منجر به تخریب پیوندهای عرضی و کاهش انعطافپذیری میگردد.
کنترل دقیق پروفایل دما در کوره و اطمینان از یکنواختی حرارتی از جمله توصیههای کلیدی در مستندات Elantas Technical Bulletin 2023 است.
۱-۴. دمای بالای سیم در حین سیمپیچی
افزایش دمای سطح سیم به بیش از ۸۰–۱۰۰ درجه سانتیگراد در زمان سیمپیچی (بهویژه در ماشینهای با سرعت بالا) باعث نرمشدگی موقتی لاک و در ادامه ترکهای تنشی در زمان سرد شدن میشود.
استفاده از سیستمهای خنککننده سیمپیچی و تنظیم سرعت مناسب، از راهکارهای مؤثر در جلوگیری از این نوع ترک است.
۱-۵. رطوبت یا آلودگی سطحی
رطوبت موجود در محیط، گرد و غبار یا چربی سطحی باعث چسبندگی ناقص لایههای لاک و در نتیجه بروز میکروترک در بین لایهها میشود. این موضوع بهویژه در سیمهایی با لاک چندلایه (primer و top coat) اهمیت ویژه دارد.
۲. روشهای پیشگیری و کنترل
1-انتخاب لاک با فرمولاسیون انعطافپذیر متناسب با قطر سیم و نوع کاربرد (موتور، ترانس، ژنراتور).
2-کنترل دمای پخت و تطبیق با منحنی دمایی توصیهشده توسط سازنده لاک.
3-کاهش تنش خمشی در فرآیند سیمپیچی با تنظیم قطر پولی و سرعت کشش.
4-انجام آزمونهای دورهای طبق IEC 60851 شامل آزمون خمش، پیچش و چسبندگی برای اطمینان از سلامت فیلم لاک.
5-نگهداری مناسب سیم در محیط کنترلشده از نظر دما و رطوبت قبل از مصرف.
جمعبندی
ترکخوردگی لاک در سیمهای لاکی نتیجهی ترکیبی از عوامل مکانیکی، حرارتی و شیمیایی است که با رعایت اصول فرآیندی، انتخاب دقیق نوع لاک و انجام آزمونهای استاندارد قابل پیشگیری است. توجه به جزئیات کوچک در مرحله سیمپیچی، تضمینکننده عملکرد بزرگ در محصول نهایی است.
