1大型特高壓電瓷絕緣子成型先進(jìn)工藝規(guī)范本文件規(guī)定了大型特高壓電瓷絕緣子成型先進(jìn)工藝的總體要求、原料要求、成型設(shè)備與工裝、成型工藝、質(zhì)量檢驗(yàn)。本文件適用于盤形懸式、棒形支柱、空心瓷套等大型特高壓電瓷絕緣子的等靜壓成型、滾壓成型、注漿成型等先進(jìn)工藝。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T772高壓絕緣子瓷件技術(shù)條件GB/T8411.3陶瓷和玻璃絕緣材料第3部分：材料性能GB8978污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB12348工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)GB18599一般工業(yè)固體廢物貯存和填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)GB25464陶瓷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)3術(shù)語和定義GB/T772界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1大型特高壓電瓷絕緣子largeultrahighvoltageporcelaininsulator額定電壓≥1000kV交流或±800kV直流，結(jié)構(gòu)尺寸超過盤徑≥550mm、高度≥2000mm、單重≥500kg的電瓷絕緣子制品。3.2等靜壓成型isostaticpressingforming利用高壓介質(zhì)（液體或氣體）對(duì)模具內(nèi)的坯料施加各向均等壓力，使坯料致密化成型的工藝方法，本文件特指冷等靜壓成型，壓力范圍100MPa～300MPa。3.3滾壓成型jolt-rollingforming采用滾壓頭對(duì)模具內(nèi)的泥料進(jìn)行滾壓、延展、致密化的成型方法，適用于盤形懸式絕緣子傘盤與鋼腳膠裝部位的一體化成型。3.4注漿成型slipcasting2將制備好的陶瓷漿料注入多孔模具（石膏模利用模具的毛細(xì)吸水作用使?jié){料在模壁上固化成坯的成型方法，適用于空心瓷套等復(fù)雜型腔絕緣子制品。3.5坯體致密度greenbodydensity成型后未燒結(jié)坯體的質(zhì)量與體積之比，單位為g/cm3，是衡量成型工藝質(zhì)量的核心指標(biāo)。4總體要求工藝總體要求如下：a）生產(chǎn)環(huán)境應(yīng)保持清潔，原料存放區(qū)、成型車間、干燥室、窯爐周邊應(yīng)定置管理，防止雜質(zhì)混入；b）工藝用水應(yīng)符合工藝要求，pH值宜為6.5～7.5，硬度（以CaCO3計(jì)）應(yīng)小于100mg/L；c）生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水、廢氣、噪聲排放應(yīng)符合GB8978、GB25464和GB12348的規(guī)定；d）應(yīng)建立從原料入廠到成品出廠的全過程可追溯的質(zhì)量控制體系；e）應(yīng)采用自動(dòng)化、智能化程度高的先進(jìn)成型及配套設(shè)備，確保工藝參數(shù)穩(wěn)定可控；f）設(shè)備操作人員應(yīng)經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)，持證上崗，操作等靜壓機(jī)時(shí)應(yīng)佩戴防護(hù)面罩、防壓手套；g）等靜壓機(jī)應(yīng)設(shè)置超壓保護(hù)裝置，壓力超過額定值10%時(shí)自動(dòng)泄壓；h）設(shè)備運(yùn)行區(qū)域設(shè)置安全警示標(biāo)識(shí)，禁止非操作人員進(jìn)入。5原料要求5.1陶瓷原料主要原料（石英、長石、粘土等）的化學(xué)組分要求見表1。表1主要原料化學(xué)組成要求（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）原料名稱SiO2Al2O3Fe2O3TiO2CaO+MgOK2O+Na2O灼減石英≥98.5≤0.5≤0.05-≤0.3-≤0.5鉀長石64～6818～20≤0.2-≤1.011～14≤0.5高嶺土45～5035～40≤0.8≤0.6≤0.5≤0.512～15塑性粘土55～6525～30≤1.2≤0.8≤1.0≤1.56～105.2輔助原料輔助原料應(yīng)滿足以下要求：a）粘結(jié)劑：采用聚乙烯醇（PVA）水溶液，濃度為8%～12%，添加量為坯料質(zhì)量的1.5%～2.5%，應(yīng)使用工業(yè)級(jí)PVA，醇解度≥88%；b）減水劑：采用聚羧酸系減水劑，添加量為坯料質(zhì)量的0.2%～0.5%，pH值為7～9，減水率≥25%；c）脫模劑：等靜壓成型用硅油脫模劑，粘度為50mPa?s～100mPa?s；滾壓成型用硬脂酸鋅脫模劑，純度≥98%。6成型設(shè)備與工裝6.1設(shè)備要求成型設(shè)備應(yīng)滿足自動(dòng)化控制要求，關(guān)鍵參數(shù)精度符合表2規(guī)定。3表2成型設(shè)備技術(shù)參數(shù)要求設(shè)備類型關(guān)鍵參數(shù)技術(shù)要求冷等靜壓機(jī)額定壓力300MPa，精度±2MPa升壓速率5MPa/min～15MPa/min，可調(diào)節(jié)保壓時(shí)間0～60min，定時(shí)精度±1min數(shù)控滾壓成型機(jī)滾壓頭轉(zhuǎn)速50r/min～200r/min，無級(jí)調(diào)速滾壓壓力0～50kN，精度±0.5kN模具轉(zhuǎn)速30r/min～100r/min，無級(jí)調(diào)速全自動(dòng)注漿成型線漿料壓力0.1MPa～0.5MPa，精度±0.01MPa模具溫度25℃~40℃,精度±1℃脫模時(shí)間可程序化控制，精度±5s6.2工裝模具應(yīng)滿足以下要求：a）等靜壓模具：采用聚氨酯彈性模具，邵氏硬度為85～95，壁厚15mm～25mm，模具尺寸公差≤±0.5mm，使用壽命≥500次；b）滾壓模具：采用鑄鐵模具，表面粗糙度Ra≤0.8μm，尺寸公差≤±0.3mm，應(yīng)進(jìn)行氮化處理，氮化層厚度≥0.1mm；c）注漿模具：采用石膏模具，氣孔率為35%～45%，抗壓強(qiáng)度≥15MPa，使用壽命≥30次。6.3設(shè)備維護(hù)設(shè)備應(yīng)建立維護(hù)臺(tái)賬，冷等靜壓機(jī)液壓油每6個(gè)月更換一次，過濾精度≤10μm；模具使用后應(yīng)清潔、干燥、涂脫模劑，存放于干燥通風(fēng)環(huán)境，濕度≤60%。7成型工藝7.1工藝準(zhǔn)備7.1.1坯料制備陶瓷原料經(jīng)破碎、球磨、過篩（180目篩余≤0.5%）、除鐵（磁場強(qiáng)度≥12000GS），制備成含水率為8%～12%的泥料（等靜壓用）或含水率為28%～35%的漿料（注漿用），泥料應(yīng)陳腐2h以上，陳腐溫度為20℃~25℃,濕度為70%～80%。7.1.2模具準(zhǔn)備模具應(yīng)預(yù)熱至20℃~25℃,表面均勻涂抹脫模劑，涂層厚度≤0.05mm。7.1.3成型方法選擇宜根據(jù)不同制品需求選擇不同的成型方法：a）大型實(shí)心或厚壁制品（如棒形支柱絕緣子元部件）宜采用等靜壓成型工藝；4b）大型空心制品（如套管芯體、盤形懸式絕緣子）宜采用滾壓成形或等靜壓成型工藝；c）異形或結(jié)構(gòu)復(fù)雜部件可采用注漿成型工藝。7.2等靜壓成型工藝7.2.1裝料將陳腐后的泥料裝入彈性模具，裝料密實(shí)度≥85%，避免氣泡混入。7.2.2密封模具封口采用熱合密封，密封強(qiáng)度≥5MPa，防止高壓介質(zhì)滲入。7.2.3升壓與保壓升壓速率設(shè)置為10MPa/min，升壓至180MPa～250MPa，具體壓力根據(jù)坯體尺寸調(diào)整（棒徑≥300mm時(shí)取250MPa）；保壓時(shí)間為20min～40min，坯體高度≥2000mm時(shí)取40min。7.2.4泄壓泄壓速率≤5MPa/min，避免坯體開裂。7.2.5脫模采用液壓脫模裝置，脫模壓力≤10kN，坯體脫模后放置于專用托架，防止變形。7.2.6工藝參數(shù)驗(yàn)證成型后坯體致密度應(yīng)≥1.8g/cm3,尺寸偏差≤±1.0mm。7.3滾壓成型工藝7.3.1泥料投放將含水率為18%～22%的泥料投入旋轉(zhuǎn)模具，泥料質(zhì)量誤差≤±50g。7.3.2滾壓參數(shù)設(shè)置應(yīng)滿足以下要求：a）模具轉(zhuǎn)速設(shè)置為60r/min～80r/min，滾壓頭轉(zhuǎn)速為模具轉(zhuǎn)速的1.2～1.5倍；b）滾壓壓力宜根據(jù)傘盤尺寸調(diào)整，盤徑550mm～600mm時(shí)取20kN～30kN，盤徑＞600mm時(shí)取30kN～40kN；c）滾壓時(shí)間為3min～5min，確保坯體表面光滑、無分層。7.3.3修坯滾壓成型后采用數(shù)控修坯機(jī)修坯，修坯余量為2mm～5mm，修坯后坯體表面粗糙度Ra≤3.2μm。7.3.4干燥修坯后坯體放入干燥窯，采用階梯式干燥制度，25℃（2h）→40℃（4h）→60℃（6h），干燥后坯體含水率≤2.0%。7.4注漿成型工藝7.4.1漿料調(diào)整注漿前漿料應(yīng)攪拌均勻，粘度調(diào)整為1000mPa?s～2000mPa?s，pH值為8～9。7.4.2注漿操作應(yīng)按照以下步驟進(jìn)行：a）模具預(yù)熱至30℃~35℃,漿料壓力設(shè)置為0.2MPa～0.3MPa，注漿時(shí)間宜根據(jù)瓷套壁厚調(diào)整，壁厚20mm～30mm時(shí)取30min～40min；b）當(dāng)坯體達(dá)到預(yù)設(shè)厚度時(shí)，排出多余漿料，進(jìn)行空漿階段，時(shí)間為10min～15min，確保坯體壁厚均勻。7.4.3脫模時(shí)機(jī)當(dāng)坯體強(qiáng)度達(dá)到0.5MPa～1.0MPa時(shí)脫模，脫模過早易開裂，過晚易粘模。7.4.4坯體處理脫模后坯體放置于恒溫恒濕環(huán)境（溫度25℃,濕度60%）養(yǎng)護(hù)24h，養(yǎng)護(hù)后坯體垂直度偏差≤0.5mm/m。7.5成型后坯體轉(zhuǎn)運(yùn)與存放坯體轉(zhuǎn)運(yùn)應(yīng)使用專用夾具，避免磕碰、擠壓，轉(zhuǎn)運(yùn)過程中振動(dòng)加速度≤0.5g。坯體應(yīng)存放于專用貨架，貨架間距≥200mm，存放環(huán)境溫度為20℃~25℃,濕度為50%～60%，避免陽光直射。8質(zhì)量檢驗(yàn)8.1檢驗(yàn)項(xiàng)目與要求成型坯體的質(zhì)量檢驗(yàn)應(yīng)符合表3的規(guī)定。表3成型坯體質(zhì)量檢驗(yàn)項(xiàng)目與要求檢驗(yàn)項(xiàng)目技術(shù)要求檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)頻次外觀質(zhì)量無裂紋、分層、氣泡、缺角，表面光滑目視法，采用自然光或40W熒光燈照射逐件檢驗(yàn)尺寸偏差符合設(shè)計(jì)圖紙要求，偏差≤±1.0mm采用鋼卷尺、游標(biāo)卡尺、水平儀不少于5件坯體致密度≥1.8g/cm3（等靜壓）排水法每批次抽檢5件≥1.7g/cm3（滾壓）≥1.6g/cm3（注漿）含水率≤2.0%烘干法，溫度105℃±5℃,烘干至恒重每批次抽檢5件垂直度偏差≤0.5mm/m水平儀配合線墜測量逐件檢驗(yàn)（空心瓷套）注：每批次指采用同一批原材料、同一套成型工藝參數(shù)、同一臺(tái)成型設(shè)