杨 洲，张晓漫



发电机定子铁心冲片水溶性漆一次涂漆工艺的研究

杨 洲1, 2，张晓漫1

（1. 哈尔滨电机厂有限责任公司，哈尔滨 150040；2. 工程电介质及其应用教育部重点实验室，哈尔滨 150080）

本文对8种不同硅钢底材与3种硅钢片漆的组合进行工艺研究，为定子冲片涂漆性能研究、固化涂层性能的评定提供了一种可靠、全面的考核方法。最终确定了成熟可靠的水溶性硅钢片漆一次涂漆工艺，研究成果在产品中获得应用。

发电机；定子冲片；绝缘涂层；一次涂漆工艺；水溶性漆

0 前言

伴随着发电机单机容量的不断增加，人们对电机运行可靠性的要求逐渐增高，作为直接影响电机可靠性的定子铁心绝缘越来越受到发电机制造企业的重视。现代工业技术和社会经济的发展，社会文明程度的提高、环保意识的增强，让人类更加注重自身的健康和生存环境的清洁，用水溶性漆替代有溶剂漆作为定子冲片绝缘涂层，已经成为了各大发电制造企业的共识。为了提高生产效率，实现水溶性漆的一次涂漆工艺也成为科研人员重点研究的方向。

一次涂漆工艺的实现，除了需要对涂漆工艺进行细致研究以解决水溶性漆边缘增厚效应等问题外，还需对硅钢片预涂层性能、硅钢片漆性能以及二者的相容性进行全面、系统的考核，这样才能保证最终产品性能的优异、可靠。

本文制定了系统的工艺考核评定方案，对国内外共计8种带预涂层的无取向硅钢产品的预涂层性能、涂漆工艺、再涂相容性等进行全面的考核评定，确定最优的底材与硅钢片漆组合，保证产品涂层性能的稳定、可靠，为涂漆工艺的研究提供了系统的评定方法。

1 研究方案

本文选取了国内外主要的8种带预涂层无取向硅钢产品作为试验底材，其中A试样预涂层为EB5002M，B试样预涂层为E1151E，C试样预涂层为E1151E，D试样预涂层为EB5308，E试样预涂层为普通含铬涂层，F试样预涂层为厂家自主开发水溶性涂层，G试样预涂层为E1151E，H试样预涂层为EB5002M。分别使用三种在哈电有良好使用经验的进口及国产水溶性硅钢片漆进行涂覆固化。对总计24组底材与硅钢片漆组合进行全面的涂层性能试验评定，筛选出最优组合，并应用于产品生产。

2 底材性能检测

在试验室中对8种底材按照产品冲片的生产过程进行了冲制和去毛刺处理。随后对其涂层性能进行了检测，检测项目包括外观、涂层厚度、耐溶剂性、柔韧性、附着性、绝缘性能等，所有试样的试验检测结果均满足考核指标。使用MINITEST 600覆层测厚仪对去毛刺处理后的试样的双面漆膜厚度进行测试，每面分别在距冲片齿部、轭部30~40mm处测量8点，中部测量2点，共计10点涂层厚度的试验结果及平均值如图1所示。图中曲线的波动性越小、实测曲线越靠近平均值、正反面曲线差距越小，说明预涂层的漆膜均匀性越好。

3 涂漆工艺调试及涂层性能评定

底材涂层性能检测完成后，对涂漆设备进行调试，最终确定了适宜的工艺参数，使涂层性能达到最佳状态。涂漆工艺记录见表1。

涂漆后，将冲片制成标准试样，进行涂层性能检测，试验项目及结果如下：

3.1 漆膜外观试验

每种试样随机抽取2片，目测外观。漆膜外观应光滑平整、颜色均一，无色斑、凸起颗粒、漏凃等现象。

如试样漆膜外观存在问题，会对装压过程及机组安全运行产生重大影响。因此需及时查明问题原因。

3.2 漆膜附着力试验

用百格刀进行测试。试验标准为ISO 2409-2007《色漆和清漆漆膜的划格试验》，该标准将漆膜附着力分为0~5共6个等级，0级最好。每种试样测试5片，试样规格50mm×100mm。

如所有试样测试结果均为0~1级，则证明在相应的涂漆工艺下，该组试样的漆膜粘接力良好。

3.3 漆膜耐溶剂试验

随机从每组试样中抽取2片进行试验。在试样上滴几滴丙酮，保留25s后用清洁的布用力擦拭。观察漆膜的外观。

试样的漆膜未出现褶皱或被擦掉的现象，则证明其在涂覆烘干后完全固化。

3.4 漆膜柔性试验

每种试样测试5片，试样规格25mm×200mm。将试样在一个Ф5mm的轴上弯曲180°，随后观测漆膜外观变化。

该试验用来检测漆膜粘结强度，确定漆膜是否过分固化。如漆膜不出现裂缝且弯曲外表面无漆脱落现象，则证明粘接强度合格，漆膜没有过分固化。

3.5 富兰克林试验

（1）常态富兰克林试验

每种试样抽取5片，试样规格200mm×100mm。用RTD-1型表面电阻测试仪进行测量（压力：750PSI；电压：0.5V；温度：150℃），电流稳定后，记录电流值。

为充分满足机组运行时涂层的绝缘性能要求，测试电流值不应超过0.05A。

（2）烧损后富兰克林试验

每种试样抽取5片，试样规格200mm×100mm。将试样在高温600℃烧损2h后降至室温，用RTD-1型表面电阻测试仪进行测量（压力：750PSI；电压：0.5V；温度：150℃），电流稳定后，记录电流值。

为充分满足机组运行时涂层的绝缘性能要求，测试电流值不应超过0.13A。

对24组试样进行试验评定，对试验结果进行整理、汇总，详见表2。只有全部试验全部合格的底材与面漆组合，才能被判定为涂漆工艺及涂层性能通过考核。

表1 工艺过程记录表

4 产品应用

根据涂层性能检测的结果，综合考虑采购成本等因素，最终选定“C试样+a漆”的组合在塔山3号和徐矿1号机组进行应用。两台机组的定子冲片生产采用一次涂漆工艺，从硅钢带进厂检验、车间涂漆、涂层检验、到成品装压全程跟踪把关，确保产品质量。两台机组绝缘涂层表现良好，机组顺利出厂。成品冲片如图2所示。

图2 成品冲片

表2 试验汇总表

注：表格中对8种底片配合3种硅钢片漆的试样试验结果进行评价，如试验结果符合指标要求则标记“√”，结果不符合指标则标记“×”。

5 结论

（1）本文对不同硅钢底材与硅钢片漆组合进行工艺研究，为定子冲片涂漆工艺问题的解决提供了一种可靠、全面的考核方法。

（2）通过本文的研究，确定了成熟可靠的一次涂漆工艺，研究成果在产品中获得了应用。

（3）针对硅钢片预涂层与硅钢片漆的配合使用进行了全面系统的研究，积累了丰富的数据资料，为今后相关领域研究工作的开展提供了基础，具有重要的借鉴意义。

[1] 隋银德. 高压电机定子铁心用硅钢片漆[J]. 上海中型电机, 2009(2): 12-14．

[2] 张大兴. 新型水溶性半无机硅钢片漆的研制[J]. 化学工程师, 2010(10): 63-65．

[3] 储双杰, 翟标, 戴元远, 等. 硅钢绝缘涂层的研究进展[J]. 材料科学与工程, 1998,16(3): 49-54.

[4] 王跃鹏, 刘立柱, 翁凌, 等. 水溶性丙烯酸树脂硅钢片漆的研制[J]. 绝缘材料, 2011, 45(6): 1-3, 8．

[5] 杨洲, 石霄峰, 张晓漫. 核电定子铁心冲片绝缘工艺的研究[J]. 大电机技术, 2016 (3): 24-26, 49．

[6] 李登峰, 罗勃, 许云鹏，等.硅钢水溶性环保极厚绝缘涂层及其制备方法：CN，10224532.4[P]. 2012-10-24.

[7] 王丽洁，侯力. 新型半无机硅钢片漆的研制[J]. 绝缘材料，2003, 36(6)：17-18.

[8] 葛志有, 戴霞春, 单国荣, 等. 0151水溶性半无机硅钢片漆的研制与应用[J]. 绝缘材料，2010,43(5)：7-10.

[9] 庞宏力, 刘立柱. 水溶性无机硅钢片漆的研制[J].绝缘材料，2008, 41(4)：9-13.

[10] 赵蕾, 吴化军, 罗翠锐, 等. 新型水溶性半无机硅钢片漆的研制[J]. 绝缘材料，2008, 41(1): 1-2, 13.

Research of One-time Painting Process and Properties for Generator Stator Core Laminations

YANG Zhou1, 2, ZHANG Xiaoman1

(1. Harbin Institute of Large Electrical Machinery, Harbin 150040, China; 2. Key Laboratory of Engineering Dielectrics and Its Application, Ministry of Education, Harbin 150080, China)

In this paper, it presents the process research and properties evaluation about the combination of 8 different generator stator core laminations and 3 kinds of steel sheet vanish, which provides a reliable and comprehensive assessment method for the research of painting process and evaluation of coating performance. The mature and reliable one-time painting process is determined, and the research results are applied in the product.

generator; stator core; insulation coating; one-time painting process; paint soluble in water

TM305.2

A

1000-3983(2017)04-0038-04

2017-03-15

杨洲(1985-)，2011毕业于哈尔滨理工大学高电压与绝缘技术专业，硕士，现从事发电机绝缘工作，工程师。