丙烯酸醋橡胶耐变压器油性能的试验研究.pdf

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1、美3 9卷第 2斯2 0 0 2年 2月A 万 2 泥4 N. W Y 1况刁 左 RV o l 3 9F e b r u a ryN o .22 0 0 2丙烯酸醋橡胶耐变压器油性能的试验研究王彩凤 ， 曹 元礼7 衰江龙 ( 1 . 中国 航天科技集团四院四十一所， 陕西 西安 7 1 0 0 2 5 ; 2 . 国家像胶密封制品质量监督检验中心。陕西 咸阳 7 1 2 0 2 3 )摘要: 介绍了 国内外丙w 3 1 R 3 a 豫q f 9 -_ ， 对儿种丙烯酸醋像胶的.a # 变 压器油性能进行了比较深入的试验研究 关键词: 变压器油: 丙烯酸醋橡胶; 性能; 试验 中国分类号:

2、T M4 0 7文献标识码: A文章编号: 1 0 0 1 - 8 4 2 5 ( 2 0 0 2 ) 0 2 - 0 0 2 3 - 0 41 前言早在2 0 世纪6 0 年代末， 丙烯酸醋橡胶( A C M) 便被广泛应用于美国、 日 本等发达国家的汽车工业。 近两年来， 随着我国汽车工业、 摩托车工业及电线电 缆业的发展和质量水平的提高，丙烯酸醋橡胶的需 求量日益增加。 但从整体上看， 我国丙烯酸酷橡胶的 生产和应用与发达国家尚有差距。 从生产上看， 差距 是生胶牌号少， 产量小， 质量稳定程度差; 应用研究 上， 还处于初级阶段， 无论广度和深度都明显不足 近年来， 由于国内输变电行业

3、的快速发展， 丙烯酸酷橡胶开始在油浸式变压器的密封上得到应用。由于 变压器油是一种高芳烃含量的特殊介质， 对密封材 料有特殊的要求， 所以， 对丙烯酸酷橡胶的综合耐油 性能进行全面的试验和研究无疑有着重要的现实和理论意义2 国内外丙烯酸醋像胶性能特点及牌号2 . 1 丙烯酸醋橡胶性能特点丙烯酸酷橡胶是以丙烯酸烷基酷为主要单体的 聚合物。其优点是耐热、 耐油( 润滑油) 和耐候， 特别 是其耐热性仅次于氟橡胶和硅橡胶，其使用温度可 达1 5 0 - 1 7 5 9 ; 。 其成本低于氟、 硅橡胶。 因此， 丙烯酸 M R, 橡胶被广泛应用于可取代氟、硅橡胶的耐热环境中丙 烯酸酷橡胶的缺点是: 由

4、于 , 基的存在， 使 得丙烯酸醋橡胶在水中的膨胀大， 易水解。 耐蒸汽性 能更差 耐低温性能差。 大部分丙烯酸IN , 橡胶的 脆 化温度为 一 2 0 左右。 对芳 烃溶 剂、 醇、 酮、 醋等 极性较强的溶剂和无机盐水溶液的抗耐能力较差 刃 耐酸碱性差。 物理机械性能差， 仅高于 硅橡胶。耐芳烃油、 磷酸醋液压油、 非石油 基制动油性能较差。 2 .2 国内外丙烯酸醋橡胶牌号德国、 美国、 加拿大、 口本等国的丙烯酸醋橡胶 产量和牌号 较多。 目前在我国销售的牌号见表1我 国从2 0世纪8 0年代末开始， 先后建立了几套A C M 工业化生产装置，相继生产了多个牌号的丙烯酸R A, 橡胶

5、，其牌号见表1 ( 统计不完全夕表上 国内外丙烯酸醋橡胶牌号序 号生产厂家 牌 号Al i -NI I 、 AR- 7 4 0 , AR- 7 6 0A R- 9 0 1 , AR- 9 4 0A R E X - 1 1 0 , A RE X - 2 1 2, .A RE X -3 1 0 , A RE X- 3 2 0 ARE X- 4 1 0AR - 3 1 , A R - 3 2 , AR - 4 2 , A R - 5 3A R- 5 3 L , A R- 5 4 , A R- 7 1 , A R- 7 4C y a n , 一 R 土 CH y c a r 4 0 2 1I日本东业涂

6、料公司J S R日本瑞翁公司2345一 美 国 固 特 91 奇 公 司6H本M II 封公司NOX T I T F P A - 4 0 1 , P A - 4 0 2A R- 1 0 0 , A R- 2 0 0 ,A R- 3 0 0 , A R- 4 041J 1 ; 一 ， 5 .1 F - 9 67四川遂宁青龙丙烯酸隋像胶厂8巫庆建峰化TJ3 试验方案3 . 1 试验项目为了较全面而准确地反映丙烯酸A M 橡胶的综合 耐变压器油性能，选定胶料在浸油老化前后各项力 学性能指标的变化作为试验项目。实验项目及相关 测试标准见表2 0 3 . 2 试验条件根据密封环境条件及实际使用要求， 确

7、定基本 的试验温度条件。为了能反映出丙烯酸酷橡胶的短万方数据3 万考第 3 9卷衷2 丙烯酸醋橡胶耐油性能试验项目表3 各牌号丙烯酸能椒胶的性能序 号一试 验 项目测试标准I硫化像胶浸变压器油前后体积变化GB1 6 9 02 一硫化橡胶浸变压器袖前后硬度变化I G B 5 3 1 3硫 化 像 胶 浸 变 压器 油前 后 强 度 变 化一 G B 5 2 84硫化橡胶没变压器油前后扯断仲长率变化GB5 2 8三硫化橡胶浸变压器油前后仄缩水久变形GBIT 7 7 5 9期、 中期和长期耐油特性， 并考虑到试验的周期， 选 定如下试验条件:试验温度: 1 2 5 试验时间: 2 2 h , 4 8

8、 h , 7 2 h , 9 6 h , 1 2 0 h 和1 6 8 h试验介质: 2 5 号变压器油序 号配方编号丙烯酸醋像胶牌号胶料性能 硬 度一 拉 伸 强 度 一拉 ，申 伸 长 度 / 邵尔A)八1 N / %1一 T 4 0 1AR- 21 57 4 1 5 2 1 42T 4 0 2人R - 5 3 L5 6 1 1 3 7 73一 T 4 0 3J F - 9 67 8 1 3 1 7 64一 T 4 0 4A又一 王 冲:一一 8 0 1 1 2 4 25T 4 习 5AR -2 0 07 6一醋橡胶材料做基体， 其性能相差悬殊， 其中， 各牌号 胶的共性为: 硫化橡胶的强

9、度较差， 压缩永久变形很 大。从制作试件工艺中发现试验中出现相同配方不 同硬度的情况， 这是因为各牌号丙烯酸醋橡胶的交 联程度不同所致。 5 .2 各牌号丙烧酸酷椒胶变压器油浸泡后体积变化各牌号丙烯酸醋橡胶变压器油浸泡后体积变化见表4 0表4 各牌号丙姗胜胜粗胶变压器油浸泡后体积变化1 翻 ， 6 - . - -季三 曰卜 - - 礴-一 一.- 。 -. - 一o AR一71 5 =A R- 5 3 1 J F一 9 6 x AR一8 4 0 o AR一z o o0老、六U哎八U亡、划 月琦飞闷，、11承哥牟刽郎耸一4一”4 试验4 . ， 原材料丙烯酸醋橡胶( A C M) ， 牌号A R

10、 - 2 1 5 ， 日本产 品; A R - 5 3 L ， 日本瑞翁公司产品; A R - 8 4 0 ， 日本东亚 涂料公司产品; J F - 9 6 , 重庆产 A R - 2 0 0 ， 四川产。沉淀法白炭黑， 吉林通化产品; 增塑剂Q S - 1 ， 上 橡所产品; H V A - 2 ， 美国产; 硬脂酸钠/ 硬脂酸钾; 其它助剂 4 . 2 试验配方基本pe方: A C M : 1 0 0 : 白炭黑: 3 0 ; 氧化镁: 3 ; 增 塑ig Q S - 1 : 6 ;防老剂: 2 ;硬脂酸钠/ 硬醋酸钾: 3 / 0 .3 ; 促进剂: 2 ; 硫磺: 0 .3 4 .3

11、试样制备( 1 )在开放式炼胶机上将生胶与各种配合剂混 炼均匀( 2 ) 在L H - H 型硫化仪上进行硫化曲线测定， 确 定工艺条件，( 3 ) 在2 5 t 平板硫化机上根据确定的硫化工艺条件进行试片的硫化 4 卜4 性能测试全部试验在国家橡胶密封制品质量监督检验中J 亡进行5 试验结果与 讨论经过上述试验条件下的加速老化， 取得了一系 列性能数据。 其中丙烯酸酷橡胶分别采用不同牌号。 以下讨论均以本文给出的基本配方为条件。根据经 验， 耐油体积变化( 溶胀) 主要取决于胶种， 而胶料的 初始力学性能与配方有直接的关系。 51 各牌号丙烯酸醋橡胶的初始性能各牌号丙烯酸酷橡胶的性能见表3

12、。由表3 可见， 采用相同配方、 不同牌号的丙烯酸试验时间月 、图 1 老化时间对丙姗麟苗椒胶耐油体积变化影晌由表4 可见， 各牌号丙烯酸醋橡胶耐油性表现不 同， 其中T 4 0 2 编号的丙烯酸醋橡胶是采用日 本瑞翁 公司生产的A R - 5 3 L 胶， 其耐变压器油性最好， 牌号 为A R - 8 4 】 的丙烯酸酷橡胶耐油性最差。从整体上 看， 丙烯酸醋橡胶的耐变压器油性能普遍较差。 在变 压器油中， 较短时间就发生比较严重的溶胀， 但中长 期的溶胀水平与短期变化不大。 可以看出， 丙烯酸醋 橡胶在变压器油中油的渗人是主要的老化方式， 而 油的渗人和胶料中各种组份的析出能够在较短时间万

13、方数据美 2蓉王彩凤、 曹元礼、 袁江龙 内烯酸酷橡胶耐变压器油性能的试叽研歼二 三一一 万一一一 七 二入 卜2 1 、人 1 七气 月、J J幻 6人日 _凡 月】一一 一J耐油硬度变化/ 度配方生胶_ _ _.字 J 一 “ :一“( 试验温度125 二 一 器 或 井 习 票 洲 州 三 罗 些2 整胡 h7 2 h% h1 2 0 h1 长 沼h AR一 21 5022一l21ZT 扣2一月T盆 0:劣 AR一 沼 L . 币斗一 4-4 一 4-6) 刀 ;- 96一 8荀场一1 1一 S-6下 仅 A R 一 84 。 一 1 2 一 1 4一1 4一1 6一1 4一1 651

14、4 0 5一 八R一 2 0一 - 一一 1 01 一 1 0一 1 0一1 0一 1 0一今 0- 一 s o t_6n盆冰哥习倒赵票母刊份内达到平衡?汉 3 各牌号丙烯酸醋橡胶的耐油物理机械性能变化( 1)各牌号丙烯酸醋橡胶的耐油硬度变化见表5 -表5 各牌号丙烯酸醋椒胶的硬度变化、 、 又_一-一 一盛一一-2 24 5了 )9 卜1 2 )1 6 8老化时司 / h图3 老化时间对丙烯酸醋橡胶的耐油拉伸强度的影响由表7 和图4 可见，各牌号丙烯酸醋橡胶耐油拉 伸伸长率变化率增加， 说明丙烯酸醋橡胶经变压器 油高温浸泡后老化， 伸长率减小， 回弹性降低、表7 各牌号丙烯酸醋撅胶的耐油拉伸

15、伸长率变化门口 .一一止 匕 - 一 今 之 严 一一 一.气o AH一2 1 5。AR一5 3 1。 J F一 9 6苦AR一8 4 0。AR一2 0 02 2 一 几1一石 不一 丽:老化时间爪图2 老化时间对丙姆酸苗椒胶的耐油硬度变化的影晌序号配 方编 号生 竺 牌 号耐油强度变化产 % 匕三 试 验 温 川2 沈_ 2 2 h4 日 h牛， 擎偿于 肇 争蓄; 令lT引】 1ARes Z 1 5一 3 5一 2 2 2一T4 02一AR 巧 3 L一 2 0一1 7一 1万一 1“一 2 3T4 0 3一 JF-96一 94一 3 一!Z es 4一T4 “人R- 84 0一 叨_ 2

16、8几 36“ ， 一 石 石- 斗15T4 05ARes Z oo- 二一 一 一由表5 可见， 丙烯酸酷橡胶耐热油时， 硬度变化不显著( 2 ) 各牌号丙烯酸醋橡胶耐油拉伸强度变化各牌号丙烯酸醋橡胶耐油拉伸强度变化见表6由表6 和图3 可见各牌号丙烯酸醋橡胶经变压表6 各牌号丙烯酸醋梅胶耐油拉伸强度变化/ 一一一一了 一于 一 一 百 一 一 厂- 一 一 、O、 _ _t Z 户、 、 才。 AR一2 1 5自 A牡三 3 1 。 J 卜 9 6人R日 达 0 一 一 一，一 一 _r旧010加犯川义1一一瞬僻召侧并当草幸理耐油强度变化/ %_ 配方生胶._ _ _ _ 、 1 子号_又

17、以狡温厦 L 劫 七)绷 黔玉 云 可 ， 而压可骊可赢下面 48 h7 2 h肠 h1 2 0h1 旧h乍一IT 4O I一一一 A R 一 1 5一 2 7 .一2 0一 20。 一 。2 7一 3 32T 402一3丁4 朋一 A F 一 53L 一 9-9 90一 、 J 卜96一 1 5书一 8一1 5一 1 5一 2 34T 4 0151 冲 5一 AR一 日 4 J 一5 一 一 甲 譐一一 粇一 份一 3 6 碑5一-4 5一 45一 5 5r一 八 一 2 . :卜 1 一一 -2 2斗 87 29 6老化时间爪器油浸泡后. 硫化橡胶的拉伸强度均不同程度地明 显降低， 但长期

18、浸泡与短期浸泡其拉伸强度变化不大(:4)各牌号丙烯酸酷橡胶的耐油拉伸伸长率变化各牌号丙烯酸醋橡胶的耐油拉伸伸长率变化见表丁图4 老化时间对丙烯酸苗橡胶的耐油拉伸伸长的影响5 .4 丙烯酸醋橡胶耐油老化性能综合分析由以上试验结果分析可以看出，丙烯酸醋橡胶 的耐25号变压器油的性能从整体上来说不理想， 与 原机械部相关标准有较大差距，突出的表现为耐油 溶胀较大和力学性能的变化剧烈， 相比较而言， 日本 瑞翁公司生产的月史 一 53L 的耐变压器油性能较好， 其耐油性能可以满足JB厂 1 8 4 4 81 的要求。其次是两 种国产牌号。从体积变化、 硬度变化、 拉仲强度变化 和拉伸伸长率的变化的测试

19、数据来看，所有的牌号 都表现出一个共同的规律，即在变压器油由长期浸 泡的试验数据与短期浸泡的试验数据的变化很小、也反映了丙烯酸醋橡胶具有 良好的耐热老化性能万方数据第 3 9 卷第2期 2 0 0 2年 2月多 9 3 r R J 人气 FY J R 孕 石 E 尸V o l 3 9 F e b r u a ryN o .22 0 0 2干式电力变压器风机的选型 里 目 1 - 十王鸿波， 叶时教 ( 上海通用电气广电有限公司。上海 2 0 1 4 0 0 )摘要: 通过对三种类型风机特性的比 较， 选出了比较适合干式电 力变 压器冷却的 风机的类型 关键词: 干式变压器; 风机; 选择 中国

20、分类号: T M4 0文献标识码 ; B文章编号: 1 0 0 1 - 8 4 2 5 ( 2 0 0 2 ) 0 2 - 0 0 2 6 - 0 4前言当干式电力变压器超铭牌容量运行时， 通过空 气的自然对流及热辐射无法满足其散热要求。因此， 通常情况下， 生产厂家在干式电力变压器上配置 有风机。 当风机启动时， 通过风机产生的强制空气对流使热量散发出去， 从而保证变压器的正常运行。 配 风机的干式变压器在超铭牌容量运行时超铭牌容佗之月书乡 亏之之心 卜 、 之佗之 之心 之心 之佗之八沁2 它 之产 宝之心 之心 心 夕 亏 之产 宝 之2 兮 之/ 兮 e佗 之佗 之佗心戈 戒 少宁 今

21、 兮 迎心 理尸 1乙 写 之门 廿厂 嘴 口 产 常 口 叹 之产 二 r . ; c 6 结论中 长期浸泡与短期浸泡性能变化不大 表现出良 好( 1 ) 丙烯酸酷橡胶的耐变压器油性能总体上不耐热油老化性能。 甚理想， 但不同厂 家生产的不同牌号橡胶具有不同( 3 ) 综合考虑丙烯酸酷橡胶的各项力学性能和 的耐变压器油特性。比 较而言， A R - 5 3 L 牌号的丙 烯耐油特性， 丙烯酸醋橡胶不适合长期大面积与 变压 酸酷橡胶具有比 较良 好的耐油性。器油接触而同时又 承受较大应力的密封场合( 2 ) 所有牌号的丙烯酸F3 fl 橡胶在高温变压器油T e s t a n d R e s

22、e a r c h o n T r a n s f o r m e r O il R e s is t iv it y o f A c r y la t e R u b b e rW A N G C a t f e n g 勺C A O Y u a n 矶Y U A N J i a n g a o n g( L T h e N o . 4 1 I n s t i t u t e o fC o r p o r a t i o n , X i an o f R u b b e r S e a li n g7 1 0 0 2 5 ,the Ch iF o u rt h A c a d e m y o

23、 f C h i n a A e ros p a c e S c i e n c e and T e c h n o l o g y Q u a l i t y S u r v e r l l a n c e a n d I n s p e c t i o n C e n t e rP r o d u c t s , Many a n gCh i n a Na t i o n a l7 1 2 0 2 3 , C h i n a )A b s t r a c t : T h e c h a r a c t e r i s t i c s o f a c y l a t e r u b b e

24、r a t h o m e a n d a b r o a d a r e i n t r o d u c e d . T h e a c ryl a t e r u b b e r re s i s t i v i ty t o t r ans f o r m e r o i l a re t e s t e d and re s e a r c h e d d e e p l y . K e y w o r d s : T r a r rs f o r m e r o i l ; A c r y l a t e r u b b e r ; C h a r a c t e r is t i c ; T e s t收藕日期: 3 0 0 1 - 1 1 - 0 5 作者简介: 王彩凤( 1 9 6 4 - ) . 女艺研究工作;曹元礼( 1 9 6 0 - ) . 男量检验工作袁江龙( 1 9 7 6 - ) , 男工艺研究工作， 河北唐山人， 中国航天科技集团四院四十一所橡塑公司总工， 主要从事橡胶制品配方及工， 陕西佳县人， 国家橡胶密封制品监督检验中心主任， 主要从事橡胶密封制品性能测试及质， 陕西蓝田人， 中国肮天科技集团四院四十一所橡塑公司工程师， 主要从事橡胶制品配方及万方数据