Стеклоткань ЭЗ-200П: характеристики и области применения
Стеклоткань ЭЗ-200П: характеристики и области применения
Краткий ответ: Стеклоткань ЭЗ-200П — электроизоляционная стеклоткань полотняного переплетения с поверхностной плотностью 200±20 г/м², прошедшая термическую обработку (отжиг) для удаления замасливателя. Индекс «П» указывает на полное удаление органического замасливателя путём термической обработки при температуре 350–450 °C. Применяется в производстве стеклотекстолитов, работающих при температурах до 180 °C (класс H), в качестве основы для кремнийорганических пропиточных составов, а также в конструкциях, требующих минимального газовыделения при нагреве.
1. Общие сведения и расшифровка маркировки
Стеклоткань ЭЗ-200П относится к группе электроизоляционных стеклотканей, регламентированных ГОСТ 19907-2015. Маркировка расшифровывается следующим образом:
- Э — электроизоляционная;
- З — с замасливателем (на стадии ткачества);
- 200 — номинальная поверхностная плотность 200 г/м²;
- П — прошедшая термическую обработку (отжиг), замасливатель удалён.
Термическая обработка (отжиг) является критически важной технологической операцией. В процессе отжига при температуре 350–450 °C в течение 20–40 часов происходит удаление замасливателя, нанесённого на стадии текстильной переработки. Остаточное содержание органических веществ после отжига не превышает 0,1 %, что обеспечивает высокую термостойкость и минимальное газовыделение при эксплуатации в условиях повышенных температур.
2. Технические характеристики
| Параметр | Значение | Метод контроля |
|---|---|---|
| Марка | ЭЗ-200П | ГОСТ 19907-2015 |
| Поверхностная плотность, г/м² | 200 ± 20 | ГОСТ 6943.16-94 |
| Толщина, мм | 0,200 ± 0,020 | ГОСТ 19907-2015 |
| Плотность по основе, нитей/см | 16 ± 1 | ГОСТ 6943.13-94 |
| Плотность по утку, нитей/см | 10 ± 1 | ГОСТ 6943.13-94 |
| Разрывная нагрузка по основе, Н | не менее 1200 | ГОСТ 6943.10-94 |
| Разрывная нагрузка по утку, Н | не менее 800 | ГОСТ 6943.10-94 |
| Переплетение | Полотняное | — |
| Ширина рулона, мм | 900–1000 | ГОСТ 19907-2015 |
| Массовая доля веществ, удаляемых при прокаливании, %, не более | 0,1 | ГОСТ 6943.8-94 |
| Влажность, %, не более | 0,5 | ГОСТ 19907-2015 |
| Цвет после отжига | Белый | Визуально |
3. Электроизоляционные свойства
3.1 Электрическая прочность
Электрическая прочность стеклоткани ЭЗ-200П после пропитки связующим определяется по ГОСТ 6433.3-71. В отличие от ткани с замасливателем, отожжённая ткань обеспечивает более высокую адгезию к кремнийорганическим и эпоксидным связующим, что положительно сказывается на электрической прочности композита.
где:
Eпр — электрическая прочность, кВ/мм;
Uпр — пробивное напряжение, кВ;
d — толщина образца, мм
| Тип связующего | Eпр, кВ/мм | Пробивное напряжение (d=0,20 мм), кВ |
|---|---|---|
| Эпоксидное (ЭД-20) | 9–11 | 1,8–2,2 |
| Кремнийорганическое (КО-08) | 7–9 | 1,4–1,8 |
| Фенолоформальдегидное | 8–10 | 1,6–2,0 |
| Полиимидное | 12–14 | 2,4–2,8 |
3.2 Сопротивление изоляции и удельные сопротивления
Удельное объёмное электрическое сопротивление ρv стеклоткани ЭЗ-200П после пропитки эпоксидным связующим составляет не менее 5×1012 Ом·м. После пропитки кремнийорганическим связующим при температуре 180 °C значение ρv сохраняется на уровне не менее 1×1011 Ом·м, что соответствует требованиям к изоляции класса нагревостойкости H.
Удельное поверхностное электрическое сопротивление ρs — не менее 1013 Ом при нормальных условиях.
Сопротивление изоляции многослойного пакета рассчитывается по формуле:
где:
n — количество слоёв ткани;
d — толщина одного слоя, м;
S — площадь контакта, м²
3.3 Диэлектрическая проницаемость и тангенс угла потерь
Диэлектрическая проницаемость ε стеклоткани ЭЗ-200П, пропитанной эпоксидным связующим, на частоте 50 Гц составляет 4,2–5,8. Тангенс угла диэлектрических потерь tg δ — 0,02–0,05. При частоте 1 МГц значения составляют: ε = 4,0–5,2, tg δ = 0,015–0,030. Данные параметры соответствуют требованиям ГОСТ 10316-78 для фольгированных стеклотекстолитов.
4. Термические свойства и нагревостойкость
Ключевым преимуществом стеклоткани ЭЗ-200П перед тканью без отжига является способность работать в составе композитов с кремнийорганическими связующими при температурах до 180 °C (класс H) и кратковременно до 220 °C. Отсутствие органического замасливателя исключает его термическую деструкцию и связанное с ней газовыделение, что критически важно для герметичных конструкций и вакуумной изоляции.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Температура размягчения стекловолокна, °C | 840–860 |
| Температура отжига, °C | 350–450 |
| Потеря массы при прокаливании (620 °C), % | не более 0,1 |
| Класс нагревостойкости (с кремнийорганическим связующим) | H (180 °C) |
| Кратковременно допустимая температура, °C | 600 |
| Коэффициент теплопроводности (пропитанная), Вт/(м·К) | 0,25–0,35 |
5. Области применения
5.1 Высокотемпературные стеклотекстолиты
Стеклоткань ЭЗ-200П является основной армирующей тканью для производства стеклотекстолитов марок СТЭФ, СТК, работающих при температурах до 180 °C. Пропитка кремнийорганическими лаками КО-916, КО-08 с последующим прессованием позволяет получать листовой материал толщиной от 0,5 до 50 мм, применяемый в качестве конструкционной и электроизоляционной детали высокотемпературных электрических аппаратов.
5.2 Изоляция тяговых электродвигателей
В соответствии с требованиями ПУЭ (глава 5.4) и ГОСТ 2582-81, изоляция тяговых электрических машин должна выдерживать длительные тепловые нагрузки. Стеклоткань ЭЗ-200П, пропитанная кремнийорганическим лаком, применяется для пазовой и межвитковой изоляции тяговых двигателей электровозов, тепловозов и электропоездов.
5.3 Производство нагревостойких электроизоляционных трубок
Методом косослойной намотки с пропиткой кремнийорганическим связующим из стеклоткани ЭЗ-200П изготавливаются электроизоляционные трубки и цилиндры, эксплуатируемые при температурах до 180 °C. Данные изделия применяются в качестве изоляции токоведущих шин, каркасов высокотемпературных трансформаторов и реакторов.
5.4 Огнезащитные и термостойкие покрытия
Благодаря отсутствию органического замасливателя, стеклоткань ЭЗ-200П применяется в составе огнезащитных покрытий кабельных линий и металлоконструкций. Ткань служит армирующей основой для огнезащитных составов на основе жидкого стекла и кремнийорганических связующих.
6. Сравнительный анализ с другими марками
| Параметр | ЭЗ-200П | ЭЗ-200 | ЭЗ-100 | Э3/1-200 |
|---|---|---|---|---|
| Поверхностная плотность, г/м² | 200 | 200 | 100 | 200 |
| Наличие замасливателя | Удалён (отжиг) | Присутствует | Присутствует | Присутствует |
| Макс. рабочая температура, °C | 180 (класс H) | 155 (класс F) | 155 (класс F) | 155 (класс F) |
| Eпр (кремнийорг.), кВ/мм | 7–9 | 5–7 | 6–8 | 5–7 |
| Газовыделение при нагреве | Минимальное | Значительное | Значительное | Значительное |
| Стоимость (относительная) | 1,3 | 1,0 | 0,7 | 1,1 |
7. Технологические особенности переработки
При работе со стеклотканью ЭЗ-200П необходимо учитывать следующие технологические особенности:
- Отожжённая ткань обладает повышенной жёсткостью и меньшей драпируемостью по сравнению с неотожжённой, что требует корректировки режимов раскроя и намотки;
- Отсутствие замасливателя повышает смачиваемость связующими, что сокращает время пропитки на 15–20 %;
- При хранении необходимо исключить контакт с влагой, так как отожжённая ткань обладает повышенной гигроскопичностью (до 0,5 % по массе);
- Рекомендуемая температура хранения: от +5 до +35 °C при относительной влажности не более 75 %.
8. Нормативные требования к качеству
Контроль качества стеклоткани ЭЗ-200П осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ 19907-2015. Приёмо-сдаточные испытания включают:
- определение поверхностной плотности по ГОСТ 6943.16-94;
- измерение толщины по ГОСТ 19907-2015;
- определение плотности нитей по основе и утку по ГОСТ 6943.13-94;
- испытание разрывной нагрузки по ГОСТ 6943.10-94;
- определение массовой доли веществ, удаляемых при прокаливании, по ГОСТ 6943.8-94;
- контроль внешнего вида и цвета после отжига.
Периодические испытания проводятся не реже одного раза в квартал и включают определение электрической прочности пропитанного материала по ГОСТ 6433.3-71 и удельного сопротивления по ГОСТ 6433.2-71.
Заключение
Стеклоткань ЭЗ-200П представляет собой специализированный электроизоляционный материал, ориентированный на высокотемпературные применения. Термическая обработка (отжиг) обеспечивает удаление органического замасливателя, что позволяет использовать ткань в композитах класса нагревостойкости H (180 °C) с кремнийорганическими связующими. Основные области применения — высокотемпературные стеклотекстолиты, изоляция тяговых электродвигателей, нагревостойкие трубки и цилиндры. При выборе между ЭЗ-200 и ЭЗ-200П следует руководствоваться требуемым классом нагревостойкости и условиями эксплуатации конечного изделия.
Нормативные документы
- ГОСТ 19907-2015 «Ткани конструкционные из стеклянных кручёных комплексных нитей. Технические условия».
- ГОСТ 10157-79 «Аргон газообразный и жидкий. Технические условия».
- ГОСТ 28034-89 «Ленты электроизоляционные из стеклянных кручёных комплексных нитей. Технические условия».
- ГОСТ 8865-93 «Системы электрической изоляции. Классификация нагревостойкости».
- ГОСТ 6433.2-71 «Материалы электроизоляционные твёрдые. Методы определения электрического сопротивления».
- ГОСТ 6433.3-71 «Материалы электроизоляционные твёрдые. Методы определения электрической прочности».
- ГОСТ 6433.4-71 «Материалы электроизоляционные твёрдые. Методы определения тангенса угла диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости».
- ГОСТ 10316-78 «Гетинакс и стеклотекстолит фольгированные. Технические условия».
- ГОСТ 2582-81 «Машины электрические вращающиеся тяговые. Общие технические условия».
- ГОСТ 6943.8-94 «Стекловолокно. Метод определения массовой доли замасливателя».
- ГОСТ 6943.10-94 «Стекловолокно. Метод определения разрывной нагрузки».
- ГОСТ 6943.13-94 «Стекловолокно. Метод определения плотности нитей».
- ГОСТ 6943.16-94 «Стекловолокно. Метод определения поверхностной плотности».
- Правила устройства электроустановок (ПУЭ), 7-е издание.
