Изоляционный картон из сульфатной целлюлозы

Многие думают, что раз это картон, то главное — толщина и цена. А сульфатная целлюлоза — так, сырье, где-то с краю. На деле всё с ног на голову. Именно от качества и обработки этой самой целлюлозы зависит, выдержит ли изоляция скачок напряжения через пять лет или начнёт крошиться в сухом трансформаторе. Вот об этом и поговорим, без глянца.

Сульфатная целлюлоза — не просто ?бумажная масса?

Когда закупаешь сырьё, первое, на что смотришь — не белизна, а длина волокна и зольность. Для изоляционного картона нужны длинные, прочные волокна, которые дают после варки сульфатным способом. Хвойные породы, конечно, в приоритете, но и тут есть нюансы. Сосна из одного региона и из другого — это две разные истории по смолистости. Если не убрать эти природные смолы как следует на этапе варки и отбелки, потом они себя проявят в виде слабых мест в диэлектрической прочности. У нас на производстве был случай, партия сырья пришла с повышенной зольностью — вроде бы, мелочь, 0.8% вместо 0.5%. Но при пропитке лаком в готовых листах пошли микроскопические непропитанные участки. Пришлось всю партию пускать на изделия с пониженным классом напряжения. Дорогой урок.

И вот ещё что: многие производители, особенно начинающие, гонятся за высокой механической прочностью на разрыв. И усиливают прессование, добавляют что-то в массу. А потом удивляются, почему картон из сульфатной целлюлозы плохо гнётся без трещин при формовке вкладышей. Всё просто — нарушили баланс. Волокно должно быть не просто скреплено, а сохранять эластичность. Это достигается не добавками, а контролем на каждом этапе: варка, промывка, размол. Слишком интенсивный размол ?режет? волокна, получается крепкая, но жёсткая и хрупкая структура. Нужна золотая середина, которая приходит только с опытом и тысячами пробных отливок.

Кстати, о добавках. Полная ересь — считать, что можно взять средненькую целлюлозу и улучшить её свойства модификаторами. Не улучшишь. Основа должна быть безупречной. Добавки — это уже для придания специфических свойств, например, для повышения стойкости к старению или для работы в масляной среде. Но сердце материала — это всегда волокно сульфатной целлюлозы. Если сердце слабое, никакая ?косметика? не поможет.

Производство: где кроются неочевидные проблемы

Линия по производству картона — это не конвейер. Это скорее живой организм, где всё взаимосвязано. Можно иметь самое лучшее сырьё, но испортить его на этапе отливки полотна. Скорость сетки, вакуум-отсос, давление прессовых валов — малейший дисбаланс, и плотность по листу будет неравномерной. А для электроизоляции это смертельно. Потому что в трансформаторе или электродвигателе нет ?более важных? и ?менее важных? участков изоляции.

Особенно критична сушка. Многослойная сушка в цилиндрах — классика. Но если температура на каком-то участке будет выше, произойдёт пересушка волокна. Оно станет ломким. Внешне лист может выглядеть идеально, но при резке или штамповке на кромках появятся микротрещины, невидимые глазу. Потом, в работе оборудования, именно с этих трещин начнётся развитие частичных разрядов. Мы на своём производстве, в ООО Шаоян Хунчэн Изоляционный Картон, долго выводили этот профиль сушки для марок картона, работающих при повышенных термических нагрузках. Снимали данные с датчиков каждые полчаса, проверяли образцы на стойкость к трещинообразованию. Получилось не с первого и не со второго раза.

Ещё один момент — контроль. 100% визуальный контроль каждого метра — это не лозунг, а необходимость. Но глаз человека устаёт. Поэтому мы, например, внедрили систему машинного зрения на финальном этапе для выявления малейших посторонних включений или пятен. Но окончательное решение, особенно по спорным участкам, всегда принимает мастер со стажем. Никакой ИИ не заменит интуицию, наработанную за годы, когда ты уже на ощупь, по звуку при разрыве образца, можешь сказать, есть ли проблема.

Применение и ошибки монтажников

Самый качественный картон можно загубить в цеху у сборщика. Типичная история — неправильное хранение. Привезли палету, поставили в углу цеха, где сквозняк и перепады влажности. Материал гигроскопичен, он набирает влагу, потом его ставят в вакуумную установку для пропитки — и толку нет, влага внутри осталась. Или другая крайность — пересушили перед формованием. Лист стал хрупким, при гибке лопнул.

Часто сборщики, особенно при срочных заказах, экономят время на раскрое. Режут не специализированным инструментом, а чем попало. Волокна на срезе мнутся, образуется ослабленная кромка. Потом этот край — источник проблем. Мы всегда акцентируем это в технической документации и при личном общении с клиентами. На нашем сайте syshongcheng.ru выложены не просто каталоги, а подробные рекомендации по обработке. Но, увы, не все их читают.

Был у нас заказчик, жаловался на расслоение штампованных деталей после пропитки. Стали разбираться. Оказалось, они для ускорения процесса штамповали стопу листов сразу, без подбора направления волокон. В одном листе волокна шли вдоль гиба, в другом — поперёк. Деформации были разными, в стопе возникали внутренние напряжения, которые и приводили к расслоению после пропитки лаком. Решение — элементарное: штамповать с учётом направления волокна и не гнаться за количеством. Объяснили, показали — проблема ушла. Но таких нюансов — десятки.

О чём молчат стандарты

ГОСТы и МЭК — это хорошо, это база. Но они задают минимально допустимые требования. Для ответственных применений — тяговые двигатели, силовые трансформаторы для ветропарков — этого мало. Нужны дополнительные, часто внутренние, испытания. Например, стандарт проверяет электрическую прочность при 50 Гц. А в современных частотных приводах изоляция работает в условиях высокочастотных импульсных напряжений. Совсем другая история.

Поэтому мы для своих марок изоляционного картона из сульфатной целлюлозы ввели дополнительные циклы испытаний на стойкость к частичным разрядам в условиях несинусоидального напряжения. Результаты не всегда предсказуемы. Иногда картон, идеальный по всем ГОСТам, показывает себя не с лучшей стороны в таких ?стресс-тестах?. И тогда приходится возвращаться к технологии: чуть изменить степень помола, скорректировать режим прессования. Цель — не просто пройти стандарт, а обеспечить запас надёжности на весь срок службы оборудования.

Ещё стандарты часто не учитывают ?совместимость? картона с пропиточными и заливочными компаундами. А это ключевой момент. Картон может быть прекрасен сам по себе, но в паре с конкретным лаком давать усадку или, наоборот, набухать. Это приводит к образованию воздушных включений или каналов. Мы ведём свою базу по совместимости с наиболее распространёнными в industry лаками и смолами. И всегда советуем клиентам: прежде чем запускать крупную партию, сделайте пробную пропитку и посмотрите на результат под микроскопом. Это сэкономит миллионы на возможном ремонте.

Взгляд в будущее: куда движется материал

Сейчас много говорят о синтетических изоляционных материалах, арамидных бумагах. Но картон из сульфатной целлюлозы никуда не денется. Его экологичность, отработанная за десятилетия технология переработки и утилизации, предсказуемость поведения — огромные плюсы. Да, для экстремальных температур будут развиваться синтетика. Но для 90% применений в энергетике и электромашиностроении сульфатный картон останется рабочим стандартом.

Основное направление развития — не в создании чего-то радикально нового, а в дальнейшем ?уплотнении? свойств. Повышение однородности, снижение допустимых отклонений по толщине до микрон, улучшение стабильности диэлектрических характеристик во всём диапазоне рабочих температур и влажностей. Это рутинная, невидимая со стороны работа. Больше данных, более точное управление процессом, обратная связь от крупнейших потребителей, таких как производители силовых трансформаторов.

Наша компания, ООО Шаоян Хунчэн Изоляционный Картон, как раз и сфокусирована на этом: не на гигантских объёмах, а на сложных, ответственных заказах, где нужен не просто лист бумаги, а гарантированно предсказуемый диэлектрик. Специализация на электротехническом изоляционном картоне и формовых изделиях позволяет не распыляться, а копать глубоко в деталях. И главная деталь, основа всего — это то самое, правильно приготовленное и обработанное волокно сульфатной целлюлозы. Всё остальное — надстройка. Без прочного фундамента она бесполезна.

Так что, когда в следующий раз будете выбирать изоляционный картон, смотрите не на красивую упаковку или громкие заявления. Спросите о сырье, о контроле на производстве, о внутренних испытаниях, которые выходят за рамки стандарта. Ответы на эти вопросы скажут о материале гораздо больше, чем любой сертификат.