Какой корпус лучше для силовых конденсаторов – из алюминиевого сплава или пластика.

Анонс: Реальная экономичность пластиков, применяемых вместо металлов и сплавов. Полимеры, сополимеры и композиты в сравнении с металлами и сплавами для корпусов силовых конденсаторов. Какой корпус лучше для силовых конденсаторов – из алюминиевого сплава или пластика.

Пластики, а вернее – синтетические пластические массы, получаемые полимеризацией и сополимеризацией, конкурируют с металлами и сплавами с 50-х годов ХХ века, но наиболее широкое внедрение в различных конструктивных, технических решениях для разных отраслей экономики пластики получили в последние пару десятков лет благодаря эволюции технологий и способов производства.

Стимулирует замену металлов полимерами, сополимерами, композитами на базе пластических масс снижение затрат на производство, поскольку новые технологии (экструзия, литье под давлением, вспенивание, выдувное, ротационное формование) позволяют создавать одно изделие сложной формы без необходимости сборки (сваркой, пайкой, крепежными элементами) из нескольких частей, как в случае применения металлов или сплавов. Кроме того, в расплавы полимеров, сополимеров можно вводить:

• красители, что исключает второстепенные операции по покраске готовых изделий;
• различные добавки, повышающие устойчивость к износу, механическим повреждениям, в том числе царапинам, вмятинам, стойкость к повышенным температурам (относительно) и пр.;
• армирующие элементы (как правило, стекловолокно, углеродные нанотрубки), благодаря чему в совокупности с многослойной конструкцией сегодня из сверхмолекулярного полипропилена (СВМПЭ), в международных стандартах UHMWPE) изготавливают пуленепробиваемую одежду, защитные экраны кабин самолетов и т.п.

Вместе с тем, здесь стоит понимать, что, например:

• для защиты от излучения на космических станциях, в кабинетах рентгенодиагностики тот же и отнюдь не дешевый сегодня СВМПЭ должен быть модифицирован изотопом бора-10, что делает изделие очень дорогим;
• для изготовления «самосмазывающихся» подшипников необходим дорогой полимер, модифицированный графитом (выступает в роли смазки), а также и фтор-углеродистыми соединениями (снимают электростатику);
• для изготовления эндопротезов тот же не дешевый СВМПЭ модифицируют гидроксиапатитом, углеродными нанотрубками, а кроме того - α-токоферолом (витамин Е), галловой кислотой, диоксидом циркония и с обязательной финишной обработкой поверхности готового изделия плазменным разрядом.

Т.е. далеко не всегда применение полимеров по итогу дешевле, чем металлов и сплавов, а потому экономичность производства хороших пластиков из нового поколения очень сомнительная.

Полимеры, сополимеры и композиты в сравнении с металлами и сплавами для корпусов силовых конденсаторов.

В качестве преимуществ пластиков в сравнении с металлами и сплавами сегодня заявляют:

• низкую себестоимость производства готовых изделий, что правомерно только в случае типовых пластических масс (полипропилена, полиэтилена, отчасти поливинилхлорида), но отнюдь не полимеров нового поколения с хорошим пакетом эксплуатационных свойств;
• низкую тепло- и электропроводность, однако в случае электротехнических изделий низкая теплопроводность является недостатком, поскольку те же конденсаторы должны эффективно охлаждаться;
• малый удельный вес, но если рассматривать корпуса силовых конденсаторов, то разница в массе корпусов из пластика и алюминиевого сплава буде буквально мизерная и никак не влияет на эксплуатационные характеристики;
• хорошие прочностные свойства, однако прочность на разрыв даже у современных полимеров в разы меньше аналогичного показателя для алюминиевых сплавов, а модуль упругости практически у всех полимеров снижается по экспоненте при повышении температуры.

Какой корпус лучше для силовых конденсаторов – из алюминиевого сплава или пластика.

Если рассматривать силовые конденсаторы с (условно) экстремальными условиями эксплуатации (косинусные, для электродвигателей, ламп освещения в теплицах и т.п.), то их корпуса должны обеспечивать:

• эффективный отвод тепла от диэлектрика, чтобы снизить риски термической деградации, пробоя и выхода из строя, а пластики с низкой теплопроводностью не отвечают этим требованиям;
• экранирование обмоток от влаги, что успешно выполняют алюминиевые сплавы с нулевой паропроницаемостью, но отнюдь не полимеры;
• высокую стойкость к высоким температурами без потери прочностных свойств, но пластики имеют низкие температуры размягчения, плавления, а значит не отвечают этим требованиям;
• высокую прочность на разрыв, которая у полимеров в разы меньше, чем у алюминиевых сплавов и т.д.

Таким образом при всех безусловных достоинствах полимеров, сополимеров применение этих материалов для корпусов силовых конденсаторов неразумно и нецелесообразно, а потому Северо-Задонский конденсаторный завод продолжает использовать для этих целей алюминиевые сплавы специального назначения.

Вернуться в раздел