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        防污閃RTV硅橡膠噴涂施工的工藝及要點

        2012-03-31 09:02:04張佰慶崔艷東童維占
        電力工程技術 2012年6期
        關鍵詞:專責硅橡膠工位

        張佰慶,崔艷東,童維占

        (江蘇省電力公司檢修分公司,江蘇 徐州 221000)

        隨著經濟的發(fā)展,環(huán)境的惡化,防污閃已經成為電力系統(tǒng)越來越重要的一個課題,作為防污閃有效手段之一的RTV硅橡膠技術,目前也已越來越廣泛地應用于電力生產中,如何控制好RTV硅橡膠噴涂施工過程中的各個環(huán)節(jié),做好質量管控,已經作為一個尤為迫切需要解決的課題擺在電力運檢單位面前。

        1 防污閃RTV硅橡膠的特性

        電力防污閃RTV硅橡膠在現(xiàn)實中被口語化為RTV,PRTV。這確實是應該糾正的。RTV實際上是指一種硫化體系或硫化工藝,意即常溫即可硫化的。具有這種工藝特性的涂料林林種種,根據應用不同而化學成份不同,最終產品的功能特性也就不同。電力防污閃RTV硅橡膠是個專有名詞,簡單地來說,是應用于電力設備外絕緣的、具有防污閃功能的、常溫條件便可以發(fā)生硫化化學反應的特種硅橡膠。

        硅橡膠成品存在形式是固態(tài)的,應用于電力的硅橡膠制品也是首先以固態(tài)形式問市的。上世紀五十年代發(fā)明了高溫硫化固態(tài)擠壓澆鑄工藝(即HTV工藝的硅橡膠),這種高溫硫化工藝可以直接把固態(tài)的硅橡膠材料制作出硅橡膠成品,如電纜附件、插頭等。之所以又發(fā)明了常溫硫化工藝的液態(tài)硅橡膠(即RTV工藝的硅橡膠),是為了滿足在任意現(xiàn)場和對特異形狀工件現(xiàn)場成型的實際應用需求。隨著科技的進步,六十年代末雙組份技術問世,二十年后單組份技術誕生并在今天得到普遍運用[1]。這樣,可用于任何現(xiàn)場成型的電力防污閃RTV硅橡膠即以液態(tài)形式提供。從硅礦石中提取硅元素開始,以硅氧鍵(Si-O)為主鏈,再將滿足電力防污閃性能的功能材料的分子重新與主鏈排列,側基(分子鏈正上方)排列著致密的具有憎水功能的甲基基團(CH3),此時分子鏈的端基是保持硅橡膠于液態(tài)的特種交聯(lián)劑(醋酸技術、肟技術、醇技術、以及最新誕生的水技術),逐道工藝混煉,形成分子鏈尚未封端的聚二甲基硅氧烷[2]。當現(xiàn)場噴涂時,在常溫條件下(-20℃以上),霧化后的涂料充分吸收空氣中的水分子,與水分子中的氫基反應形成羥基置換在分子鏈的端基,脫掉交聯(lián)劑的涂料按照工件實際形狀縮聚成膜,固態(tài)的硅橡膠完整牢固地將工件表面包裹防護。最終的端羥基聚二甲基硅氧烷分子鏈形成穩(wěn)定有序的四點網狀交聯(lián)結構,這層固態(tài)的硅橡膠涂層才是硅橡膠成品,在未來長期、惡劣的環(huán)境中擔綱防污閃重任[3,4]。

        綜上而知,電力生產單位采購的電力防污閃RTV硅橡膠實際是半成品,而距離防污閃涂層的形成還有一半的路要走,這一半就是施工。涂料的性能、質量是重要的,同樣重要的就是從涂料變成涂層的施工。如果從復雜程度來說,提供涂料簡單,而施工涉及的管控節(jié)點則復雜得多。

        2 噴涂施工的現(xiàn)行標準

        運檢單位現(xiàn)場管控執(zhí)行2個依據,其一是DL/T 627—2004《絕緣子用常溫固化硅橡膠防污閃涂料》,在第9條《施工要求》中規(guī)定了4條(段);其二是國家電網建運[2006]1022《國家電網公司跨區(qū)電網輸變電設備外絕緣用防污閃涂料使用指導原則》(試行),在第7條《施工》中進一步細化,列了10條。標準和指導原則主要側重涂料,對施工僅提出了基本技術要求。而面臨不同施工單位、不同工況的噴涂現(xiàn)場,運檢單位必須對任何施工細節(jié)把關,包括質量、安全,壓力巨大。實踐總結,對噴涂施工中幾個關鍵的硬件和軟件把住關,則可將過程質量和最終涂層質量控制住。

        3 噴涂施工現(xiàn)場應管控的關鍵節(jié)點

        3.1 對噴涂設備與工藝的前置管控

        由于電力防污閃RTV硅橡膠的最后一道化學反應是在噴涂的瞬間完成的。因此,噴涂工藝應有嚴格的專業(yè)化控制,包括噴涂設備、霧化程度、涂料壓力、輔氣壓力、噴嘴選擇、每秒流量、噴涂遍數(shù)等等,這些都是保證化學反應完全、充分的必要條件。即便是相同的涂料,如果用不同的噴涂設備、不同的工藝將導致RTV硅橡膠固體涂層質量不同。對比實踐中兩種不同設備與工藝,可以看到完全不同的兩種噴涂質量和涂層質量。

        一種是空氣噴涂技術,即柴油/電動空壓機+油水過濾罐+空氣噴槍??諌簷C產壓0.8 MPa的壓縮空氣,從Φ2.5 mm口徑的空氣噴槍槍嘴以高流速釋放,使槍嘴周圍形成局部真空,涂料被壓縮空氣吸入真空空間膨脹釋放,并隨前進的氣流帶至工件表面。出料量大、出料顆粒也大,霧化不充分則導致涂料硫化不充分,所以易于堆積、流淌。由于是靠氣流將霧化涂料帶到工件表面,所以固化涂層的附著力也要差。同時,氣流帶出的霧化涂料無控制措施,噴嘴口徑又大,除了工件兩側直接飄散外,進入工件的反濺霧滴同樣沒有控制,以淺鍋狀反彈,所以不僅污染大(非噴涂部位污染、空氣污染、地面污染),而且涂料現(xiàn)場實際損失很多。從權威的設備制造商公開的資料看,空氣技術的涂料利用率平均約35%。

        另一種是高壓輔氣技術,即動力、噴涂泵、空壓泵一體機或分體機。高壓噴涂泵將涂料本身加壓至8~25 MPa的高壓(根據輸送距離、工件尺寸、噴涂進度調壓),在等圓直徑0.33 mm口徑、流量和寬幅可調的高壓輔氣噴槍槍嘴扁平釋放,釋放的涂料因膨脹而霧化為粒徑0.2 um的氣霧,使涂料最大面積和體積與空氣中水分子充分硫化反應,所以,縮聚的涂層表面均勻、致密、光潔。壓迫力使固化后的涂層附著力強勁,這也是保證涂層長久壽命的重要因素之一??諝獗锰峁?.3~0.4 MPa的低壓力空氣輔氣系統(tǒng),可再次輔助槍嘴釋放出的涂料霧化(即雙生霧化),霧化效果進一步增強。同時,構造獨特的高壓輔氣噴槍風帽的噴孔,噴出渦流旋轉的環(huán)流氣幕包裹著霧化的涂料以扁平的火苗狀噴向工件,深入各種位置,并且該輔氣抑制了遇阻反彈的氣霧,所以,飄散的涂料氣霧很小、污染很小,當然,涂料損失也就很少,附著率(即涂料利用率)高。從同一的權威設備制造商公開資料看,高壓輔氣技術的涂料利用率平均約80%。雖說都是噴涂工藝,但兩者的噴涂質量和最終涂層質量相差甚大。因此,負責現(xiàn)場監(jiān)管的運檢單位,首先要前置性控制施工單位對噴涂設備和工藝的使用。

        3.2 對噴涂工序的過程管控

        清潔被噴涂工件——非噴涂部位包裹——噴涂——自檢與消缺是噴涂施工的具體細節(jié)。對過程管控到位將確保噴涂質量和最終涂層質量。

        (1)清潔被噴涂工件。新絕緣子表面有油脂、標簽等非常規(guī)狀態(tài),必須清除,運行的絕緣子表面總會積污,要保證涂層質量必須將工件表面清潔。這是非常重要的前提性環(huán)節(jié),直接關系到涂層與絕緣子基材的附著力,附著力直接關系到絕緣子涂層長久野外運行壽命。要根據現(xiàn)場實際來控制清潔的工序。如工件數(shù)量多、停電周期長、作業(yè)人員充裕,則要求施工單位專門安排擦拭班組,和噴涂班組形成階梯式推進。反之,則要求噴涂專責人員自己負責擦拭。五指手套、干棉布非常適合一般積污的絕緣子,對特別嚴重的結垢,鏈式柔性鋼絲球、使用清洗噴涂設備用的清洗劑也是必要的輔助手段,對于江蘇部分的重污染地區(qū),水清洗是噴涂之前的必備工序,并要嚴格加以現(xiàn)場驗收。對變電設備的直立式支柱絕緣子,每50 cm為一個工位;而耐張及懸垂絕緣子每4片為一個工位,內沿、外沿逐片清潔,不留污垢。

        (2)非噴涂部位包裹。對法蘭、線夾、電暈圈、絕緣子金具等非噴涂部位采取包裹以防止污染。包裹的步驟緊跟清潔工序,避免重復上下設備。包裹材料要使用吸附力大的保鮮膜、自粘膠帶。按順序纏繞,保證沒有遺漏處,而且邊角纏牢,嚴禁松散飄散。

        (3)噴涂。溫度-20℃以上,濕度20%~80%,風力小于5級的環(huán)境條件下均可開展噴涂作業(yè)。將噴涂泵壓力設定在8 MPa,空壓泵出氣閥壓力調至0.3 MPa,槍嘴根據工件大小選擇,一般為30°角、距工件40 cm的扇寬30 cm的常用槍嘴,邊試噴邊微調噴槍后的調節(jié)按鈕,待涂料霧化的火苗形狀最佳后鎖定壓力[5]。噴涂于清洗程序一樣,仍舊是按工位實施,在每一個工位先內沿后外沿圍繞絕緣子逐層多遍噴涂。尤其第一遍涂層一定要薄,肉眼可見類似透明的霧液附著在工件表面即可。薄的涂層迅速指干,則后層更易于附著。正常氣象條件下,7到8遍時濕膜將達到0.7~0.8 mm,固化后即可達到0.4 mm,當顏色逐漸顯現(xiàn)出硅橡膠特定顏色,完全覆蓋工件基底顏色后,示意地面設備工程師查驗本工位噴涂質量。等圓直徑0.33 mm的高壓輔氣噴槍每秒流量不足0.01 L,膨脹的涂料呈現(xiàn)為霧狀,能最大限度地和空氣中水分子發(fā)生反應,脫掉交聯(lián)劑后的固化涂層則每秒附著量更少,指干更快,不易堆積、流淌,而且逐層多遍的附著使涂層致密、細膩,附著力也比較強。涂層的厚度、均勻度、附著力是保證涂層長久壽命的重要因素。尤其在強風、強沙、溫差大、紫外線強、污染嚴重的地區(qū)更顯得重要。

        (4)檢查與消缺。地面的設備工程師、安全監(jiān)護人員、噴涂專責人員三個崗位為一作業(yè)組,本作業(yè)組的質量本作業(yè)組全員負責。

        ① “三步自檢消缺”是現(xiàn)場管控的重要工序。

        工位自檢消缺:絕緣子清潔、包裹、噴涂都按照“工位”循序漸進地實施。當噴涂專責完成一個工位的噴涂,認為無誤后不能移動,示意或利用對講系統(tǒng)通知地面設備工程師協(xié)助查驗,地面設備工程師在多個角度用肉眼和望遠鏡檢查絕緣子涂層和金具,發(fā)現(xiàn)不足之處通知噴涂專責消缺,保證噴涂一次成功。無誤后,噴涂專責移動至下一工位?!肮の蛔詸z消缺”是所有自檢驗收中最重要的基礎環(huán)節(jié)。

        整支/串自檢消缺:同樣,整支變電設備支柱或整串線路絕緣子噴涂完成后,噴涂專責不能移動,與地面設備工程師對整支/串的上下沿進行整體檢查,不足之處直接處理。

        整間隔/塔自檢消缺:當整個間隔或整基塔全部噴涂結束后,所有噴涂專責不能移動,通知現(xiàn)場負責人和技術負責人對整個間隔/塔進行內部驗收。發(fā)現(xiàn)問題及時處理,整個間隔/塔無誤后,噴涂專責方可拆除自用地線,離開噴涂設備。

        “三檢”制度不僅保證了噴涂和涂層質量,還減少了重復勞動而帶來的安全隱患。

        ② 竣工驗收是現(xiàn)場管控的必備工序。經過“三步自檢”合格后,施工單位申請竣工驗收,運檢單位組織人員對工程質量進行最后的竣工驗收,以便查漏補缺,確保工程質量。

        4 噴涂施工現(xiàn)場管控的創(chuàng)新延伸

        由于電力設備多處于野外,特別是輸電線路,運行環(huán)境復雜,許多施工中的新問題層出不窮。例如絕緣子串存在個別不易噴涂到位的死角、或即使噴涂到位也無法自檢、野外施工環(huán)境污染造成的政策處理等等問題。運檢單位管控現(xiàn)場不應局限于管控已出現(xiàn)的問題,對可能出現(xiàn)的問題提前進行預防和防范更有價值。針對現(xiàn)場實際,督促和指導施工單位積極開展技術創(chuàng)新是將管控向現(xiàn)場施工前延伸的有效手段。

        (1)針對大盤徑的兩聯(lián)、四聯(lián)、八聯(lián)絕緣子串,下側難以噴涂到位,鼓勵施工單位進行電動自升降車和耐張串移動行走架的研制與應用,這樣,絕緣子上下各配一名噴涂專責,同工位同時噴涂上下沿,不僅大幅度地提高了噴涂效率和質量,而且避免了單人強行探身噴涂的安全隱患。

        (2)針對噴涂耐張串不易觀察下沿噴涂質量的情況,鼓勵施工單位對自檢鏡的研制與應用,不銹鋼或玻璃鏡面的自檢鏡簡單且易攜帶,每一個工位噴涂完成后,噴涂專責拉開自檢鏡軟繩,打開自檢鏡查看底沿是否均勻、完全覆蓋,自檢完成后示意地面輔助人員檢驗,地面設備工程師全方位檢查后通知消缺位置直至全部合格,向下一個工位移動。

        (3)針對包裹絕緣子金具的保鮮膜或膠帶易松散飄散而且易發(fā)生遺落在絕緣子上的情況,鼓勵施工單位使用專用的彈性抱箍,每個工位4片絕緣子,則在金具上卡4個防污染彈性抱箍,不僅可重復使用、節(jié)省包和拆時間,且易于記住自己領用、使用、交回的數(shù)量而避免遺漏在絕緣子上。

        (4)針對防污閃涂料噴涂時會有滴落并由此引發(fā)糾紛的情況,鼓勵施工單位在特種場所使用改裝的防滴落雨傘,在城市市區(qū)道路旁、在野外農田、果園、水產養(yǎng)殖附近噴涂時,噴涂專責攜帶木柄有搭扣的防滴落雨傘,扣掛在絕緣子金具上,隨工位移動。既防止了污染,也防止了可能的糾紛。

        (5)針對運行站(線)實施噴涂時停電成本、配合支出、施工安全等等問題,對于有必要進行RTV防污閃的站(線),運檢單位應積極建議主管部門對基建站(線)投運前安排噴涂施工,既利于提高噴涂質量,又最大限度地減少安全隱患。

        5 結束語

        (1)防污閃RTV硅橡膠涂料的現(xiàn)場硫化特性決定了施工是形成涂層的重要環(huán)節(jié)。

        (2)隨著防污閃噴涂任務日益增多,運檢單位對施工現(xiàn)場的管控壓力隨之增大,積極有效的管控是保證噴涂質量和最終涂層質量的必要手段。

        (3)管控要前置,首要的管控是噴涂設備及其工藝的選擇,這是保證噴涂質量和最終涂層質量的前提。

        (4)按照施工工序對現(xiàn)場各個環(huán)節(jié)進行過程的細節(jié)管控,每個環(huán)節(jié)都決定了噴涂質量和涂層質量。

        (5)運檢單位對施工現(xiàn)場的管控并不僅僅局限于發(fā)現(xiàn)已發(fā)生的問題,更有價值的管控應延伸至解決實際問題的創(chuàng)新措施方面。

        [1]鄒德榮,王 宏,劉桂生.LDA/Kevlar對RTV硅橡膠絕熱層材料性能影響[J].含能材料,2001(1):23-24.

        [2]賈 麗,楊再文,劉華飛,等.改性Mg(OH)2對脫醇型RTV硅橡膠性能的影響[J].有機硅材料,2005(2):17-19.

        [3]朱可能,關志成,賈志東.RTV硅橡膠涂料防污閃技術及其在天津電網中的應用[J].中國電力,2002(5):21-23.

        [4]黃 玲,文習山.RTV涂層和增爬裙對絕緣子電場分布的影響[J].高電壓技術,2007(3):32-33.

        [5]陳 浩,石和平,楊愛民.RTV防污閃涂料在導線防覆冰中的應用[J].河南電力,2006 (3):9-10.

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