Sut Mae Trwch Wal Gwain Dur Di-staen 316 yn Effeithio ar Gryfder Dielectric Inswleiddio Magnesiwm Ocsid Ar ôl Cyfnewid mewn Elfennau Gwresogi Trydan?

Ar gyfer peirianwyr ansawdd a gweithgynhyrchwyr elfennau gwresogi, nid yw'r berthynas rhwng trwch wal gwain a pherfformiad inswleiddio trydanol bob amser yn amlwg. Mae'r powdr magnesiwm ocsid o amgylch y wifren ymwrthedd yn cael ei gywasgu i ddwysedd sy'n rhoi dargludedd thermol uchel a chryfder dielectrig uchel-yn nodweddiadol uwchlaw 2.8 g/cm³ i roi ymwrthedd insiwleiddio mwy na 100 megohms ar dymheredd ystafell. Y prif fecanwaith ar gyfer cywasgu'r MgO yw'r broses swaging sy'n lleihau diamedr allanol y wain dur gwrthstaen 316. Ond mae'r pwysau rheiddiol a roddir trwy'r wal wain ar MgO yn dibynnu ar drwch y wal. Mae'r waliau mwy trwchus yn amsugno mwy o'r grym swaging. Efallai nad yw'r MgO yn ddigon cryno. Mae waliau teneuach yn trosglwyddo mwy o rym ond maent mewn perygl o gwympo neu ddifrod i'r wifren ymwrthedd. Mae'r papur hwn yn dadansoddi effaith trwch wal wain 316 ar ddwysedd MgO posibl a chryfder dielectrig. Mae'n darparu sail ar gyfer pennu isafswm trwch wal sy'n cydbwyso cywirdeb mecanyddol yn erbyn perfformiad trydanol.

Ymddygiad Cywasgol MgO yn ystod Swaging Wain
Wrth gynhyrchu gwresogydd, mae tiwb o 316 o ddur di-staen wedi'i lenwi â chymysgedd rhydd o bowdr MgO a gwifren gwrthiant wedi'i leoli'n ganolog. Yna mae'r cynulliad yn cael ei basio trwy beiriant swaging lle mae nyddu yn marw, morthwylio'r tiwb yn rheiddiol i mewn a lleihau'r diamedr allanol 10-30%. Mae'r broses hon yn dwysáu'r powdr MgO o ddwysedd swmp cychwynnol o ~1.5 –1.8 g/cm3 i ddwysedd terfynol o 2.8 –3.2 g/cm3. Y grym rheiddiol net o'r swaging yn marw, ar ôl tynnu'r grym a ddefnyddir mewn anffurfiad elastig a phlastig o'r wal wain 316, yw'r pwysau cywasgu a ddarperir i'r MgO. Ar gyfer gostyngiad swaging penodol a grym marw, mae wal wain deneuach yn arwain at lai o waith anffurfio cyffredinol yn cael ei wneud a throsglwyddir canran uwch o'r grym cymhwysol i'r MgO. Mae modelu elfen gyfyngedig o'r broses swaging yn dangos bod gwain 0.8 mm 316 yn trosglwyddo tua 85% o'r pwysau marw i'r MgO tra bod gwain 1.6 mm yn trosglwyddo 65% yn unig o dan amodau swaging cyfartal. Mae llai na 50% o'r grym cymhwysol yn cael ei drosglwyddo trwy'r wain 2.5 mm, gyda'r gweddill yn cael ei gadw fel egni straen elastig yn y wal ddur trwchus, neu ei ryddhau fel gwres yn ystod dadffurfiad plastig. Mae'r gwahaniaeth hwn yn cael effaith uniongyrchol ar ddwysedd MgO posibl.

Perthynas feintiol rhwng trwch wal a dwysedd MgO
Mae treialon rheoledig sy'n defnyddio offer swaging tebyg, setiau marw a chymarebau lleihau yn dangos perthynas wrthdro bendant rhwng trwch wal gwain 316 a dwysedd MgO terfynol. Dwyseddau MgO nodweddiadol a enillwyd ar gyfer gostyngiad swaging nod o 20% (ee . 12.0 mm i 9.6 mm diamedr allanol): Mae dwysedd MgO terfynol o 3.1-3.2 g/cm3 gyda thrwch wal 0.8 mm yn sylweddol uwch na'r safon ofynnol. Trwch y wal yw 1.2 mm, y dwysedd yw 2.9-3.0 g / cm 3 , sy'n dal yn dderbyniol at y rhan fwyaf o ddibenion. Mae'r dwysedd yn gostwng i 2.7–2.8 g/cm3 , sydd ar y lefel isaf a ganiateir neu islaw iddo , gyda thrwch wal o 1.6 mm . Dwysedd y deunydd gyda thrwch wal o 2.0 mm yw 2.5-2.6 g / cm3, nad yw'n ddigon ar gyfer inswleiddio trydanol dibynadwy ar dymheredd uchel. Ar lai na 2.7 g/cm 3 , mae gan y MgO fandylledd rhyng-gysylltiedig sy'n galluogi amsugno lleithder a sianeli gollyngiadau ar gyfer cerrynt trydanol. Mae'r gwrthiant inswleiddio ar 500 gradd o MgO wedi'i gywasgu i 2.5 g/cm3 yn aml 10 i 100 gwaith yn is na gwrthiant MgO wedi'i gywasgu i 3.1 g/cm3 . Mae'r cryfder dielectrig (terfyn uchaf y maes trydan y gall yr inswleiddiad ei gynnal heb ddadelfennu) yn gostwng o tua 15 kV/mm ar 3.1 g/cm³ g/cm³ 3.1 g/cm./5 Mae'r maes trydan dros yr haen MgO o wresogydd 240 V gyda diamedr gwifren gwrthiant 1.0 mm tua 2-3 kV/mm ar y foltedd gweithio. Mae hyn yn rhoi ymyl cyfforddus ar ddwysedd MgO uchel ond mae'n ymylol ar ddwysedd isel lle gall ffawtiau bach arwain at fethiant deuelectrig.

Terfynau Ymarferol "Gonestrwydd Dielectric" o Wain Waliog -Trwchus
The typical swaging procedure may not provide the required MgO density for applications that require thick 316 sheaths (>1.6 mm) ar gyfer gofynion mecanyddol neu gyrydiad. Mae yna dri addasiad cynhyrchu a all liniaru amsugno grym waliau trwchus. Y weithdrefn gyntaf a mwyaf nodweddiadol yw codi'r gymhareb lleihau swaging . 30 Mae gostyngiad% o 12.0 mm i 8.4 mm diamedr allanol yn trosglwyddo straen rheiddiol cryfach i'r MgO, gan gyflawni dwyseddau tebyg i waliau teneuach ar ostyngiad is, yn lle gostyngiad o 20%. Y gosb yw mwy o siawns o ddifrod i'r wifren ymwrthedd a thensiynau gweddilliol uwch yn y wain. Yr ail newid yw'r defnydd o sawl pas swaging gydag anelio interim. Gall gostyngiad o 15% ac yna anelio i leddfu straen gwain, ac yna ail ostyngiad o 15%, ddarparu dwysedd MgO uchel mewn gwainiau â waliau trwchus heb fynd y tu hwnt i derfynau ffurfadwyedd y tiwbiau 316. Y trydydd newid yw addasu manyleb powdr MgO: Mae'r gronynnau MgO bras, onglog yn cael eu cywasgu'n haws na'r powdrau mân, sfferig. Gall gradd MgO dwysedd uchel gyda dosbarthiad maint gronynnau rheoledig gynyddu'r dwysedd terfynol 0.1–0.2 g/cm3 ar gyfer yr un amodau swaging. Mae pob un o'r addasiadau hyn yn ychwanegu at gost gweithgynhyrchu. Ond gellir cyfiawnhau'r gost ar gyfer sefyllfaoedd lle mae waliau trwchus yn hanfodol.

Matrics Dethol Trwch Wal a Dwysedd MgO ar gyfer Perfformiad Dielectric Dibynadwy
Mae'r tabl canlynol yn dangos cyfuniadau addas o drwch wal gwain 316 a gofynion gweithgynhyrchu i gael isafswm dwysedd MgO derbyniol o 2.8 g/cm 3 a chryfder dielectrig dros 10 kV/mm ar dymheredd ystafell.

Trwch Wal Swaging Angenrheidiol 316 Lleihad Cyfnewid a Argymhellir Nifer y Tocynnau Cyfnewid Cyraeddadwy Dwysedd MgO Ystyriaethau Arbennig
0.8 - 1.0 mm 15 - 20% Tocyn sengl 3.0 - 3.2 g / cm³ Dull safonol, cost isel
1.0 – 1.2 mm 18 – 22% Un tocyn 2.9 – 3.1 g/cm³ Y weithdrefn safonol sy'n addas 1.2 – 1.4 mm 20 – 25% Llwyddiant golau sengl neu ddwbl 2.8 – 3.0 g/cm³ Cadarnhau gyda'r prawf sampl 1.4 – 1.6 mm 25 – 2.9% Dwysedd uchel a argymhellir 25 – 3 g ³ 25 – 3. Gradd MgO yn angenrheidiol
1.6 – 1.8 mm 28 – 32% Angen pasio dwbl 2.6 – 2.8 g/cm3 Ymylol, angen profi cymhwyster
1.8 – 2.0 mm 30 – 35% Pas dwbl anelio canolradd 2.5-2.7 g/cm³ Heb ei argymell ar gyfer folteddau y tu hwnt i 120V > 2.0 mm Ddim yn bosibl Ddim yn bosibl Islaw 2.5 g/cm³ Defnyddiwch ddiamedr llai neu aloi gwahanol
Ar gyfer unrhyw wresogydd sydd â foltedd gweithio o fwy na 250 VAC, dylid cynyddu'r dwysedd MgO lleiaf a ganiateir i 3.0 g/cm3 sy'n cyfyngu'n effeithiol ar drwch wal y wain 316 i 1.2 mm oni bai bod gweithdrefnau swaging arbennig yn cael eu defnyddio. Mewn cymwysiadau foltedd uchel y tu hwnt i 600 VAC - a welir yn aml mewn rhai offer diwydiannol a mwyngloddio - dylid cadw trwch wal y wain o dan 1.0 mm i gynnal cryfder dielectrig derbyniol neu dylid adeiladu'r gwresogydd â tharian fetelaidd, wedi'i seilio ar ac ar wahân i'r inswleiddiad MgO.

Dulliau ar gyfer Profi a Dilysu Sicrwydd Ansawdd Cynhyrchu
Ni ddibynnir ar berthnasoedd damcaniaethol yn unig oherwydd yr amrywiad a gyflwynir gan offer swaging, techneg gweithredwr a goddefiannau tiwbiau sy'n dod i mewn. Os ydynt yn nodi gwresogyddion â thrwch wal sy'n fwy na 1.4 mm, dylai peirianwyr fynnu bod y gwneuthurwr yn rhoi mesuriadau o ddwysedd MgO o samplau cynhyrchu. Gwneir hyn fel arfer trwy dorri cyfran o wresogydd a mesur màs a chyfaint y powdr cywasgedig. Dylid crybwyll y dwysedd lleiaf fel gofyniad ansawdd o 2.8 g/cm3 ac nid fel targed. Dylid profi gwresogyddion gorffenedig hefyd am gryfder dielectrig. Y prawf arferol yw 1,500 VAC ynghyd â dwywaith y foltedd gweithredol a gymhwysir am funud rhwng gwifren gwrthiant a gwain. Mae hynny'n 1,500 + 480=1,980 VAC ar gyfer gwresogydd 240 V. Yn gyffredinol, mae gwain - waliau trwchus gyda dwysedd MgO ymylol yn pasio'r prawf hwn ar dymheredd amgylchynol, ond nid pan gânt eu gwresogi i dymheredd gweithredu oherwydd bod cryfder dielectrig MgO yn lleihau gyda thymheredd. Felly ceir y dilysiad gorau trwy ofyn am brofion gwrthiant inswleiddio poeth ar 500 gradd. Nid yw ymwrthedd inswleiddio poeth gwresogyddion diwydiannol fel arfer yn llai nag 1 megohm, er bod 10 megohms yn ddymunol ar gyfer bywyd estynedig. Mae methiannau maes dielectric yn ddrud ac yn aml yn beryglus. Mae'r gost ychwanegol o nodi gwain deneuach, neu swatio mwy egnïol, i gyflawni dwysedd MgO yn fach o'i gymharu â chost hawliad gwarant neu'n waeth, digwyddiad sioc drydanol.