Почему листовой текстолит деформируется - Анализ

Содержание:

• Что такое деформация текстолита и как она проявляется
• Основные причины деформации листового текстолита
• Как избежать деформации: практические рекомендации
• Типичные ошибки при эксплуатации
• Как предотвратить деформацию текстолита

Листовой текстолит — надежный материал. Это конструкционное и электроизоляционное изделие является важной частью современной промышленности, электротехники и машиностроения. Его особая структура способствует способности выдерживать большие механические нагрузки. Также материал используется в качестве диэлектрика, необходимого для трансформаторов, электрощитов и станков.

Но иногда бывает так, что, хотя листы текстолита прочные, их геометрия нарушается. Как так может быть, что долговечный материал начинает изгибаться и растрескиваться? Текстолит деформируется из-за целого комплекса факторов. Среди них: перегрев, неравномерное распределение веса или простые ошибки при установке.

Что такое деформация текстолита и как она проявляется

Если условия нормальные и соответствующие, то слоистый пластик остается стабильным. Но когда на него воздействуют негативные факторы, то геометрия изделия «плывет». Такой процесс не происходит сразу. Накопление деформации обычно происходит постепенно. Проявляется это следующим образом:

• Лист изгибается и возникают локальные прогибы — в связи со смещением смежных узлов оборудования, из ровной поверхности образуется дуга.
• Волнообразная поверхность — материал «идет волнами», когда его зажимают в жесткие рамки на большой площади.
• Расслоение (делиминация) — это очень опасный дефект. При этом полимерная смола начинает отходить от тканевой основы. В результате теряется электрическая и механическая прочность материала.
• Трещины возле креплений — критический предел внутреннего напряжения в месте фиксации был превышен.

Основные причины деформации листового текстолита

Анализ причин потери формы листового текстолита показывает, что этому способствуют термические, механические и средовые факторы.

Термический фактор и локальный перегрев

Хотя текстолит отличается термостойкостью, у него есть конкретная рабочая температура. Она различается в зависимости от марки и составляет от 105°C до 125°C.

Жесткость изделия теряется, когда оно постоянно находится в месте с повышенной температурой. Тогда термореактивная смола размягчается. Хотя это не приводит к плавлению материала, его упругость значительно снижается.

А как влияет на текстолит локальный нагрев? Когда происходит более сильный нагрев только одной детали в оборудовании, тепловое расширение будет неравномерным. Результатом является расширение одного края листа, в то время как другая часть останется холодной, что приводит к изгибу.

Синергия температуры и давления — еще одна проблема. Когда на текстолитовый лист одновременно воздействуют и механическая нагрузка, и высокая температура, то деформация происходит еще быстрее.

Ошибки в выборе толщины материала

Частой ошибкой бывает, когда пытаются сэкономить и приобрести более тонкий лист, чем требуется. Площадь — важный момент, но вес текстолитового листа — тоже момент, который нужно учитывать. Дополнительно стоит помнить о способности изделия выдерживать свой вес на больших площадях.

Например, для перегородки большого промышленного станка нужен лист толщиной 8–10 мм. Если же купить изделие толщиной 2–3 мм, то оно, конечно, прогнется под собственным весом. Также на него будут негативно влиять воздушные потоки, вызываемые вентиляцией или вибрацией. Это означает, что размеры листового текстолита — фактор, который необходимо анализировать. В основном, в производстве имеются листы 1000х2000 мм или 1000х1000 мм. Другой момент, который учитывают, — правильный расчет шага опорных конструкций.

Ошибки в способе крепления и монтажа

На текстолит медленно, но влияет колебание температуры среды, в которой он находится. Проблема возникает, когда материал закрепляют к металлу «намертво» с помощью болтов и нет никакого люфта. Тогда, когда изделие сильно нагревается, у него нет места, чтобы расширяться. Стоит понимать, что у металла и текстолита коэффициент теплового расширения разный, что вызывает сильное внутреннее напряжение.

В результате образуются волны, ведь лист выпячивается посередине. Иногда это приводит к трещинам в месте крепления, так как перегружаются зоны фиксации.

Влияние агрессивной среды и влаги

Текстолит достаточно устойчив к воздействию большинства химикатов. Но если на него постоянно негативно действует окружающая среда, то он разрушается быстрее.

Повышенная влажность является основным врагом. Там, где лист имеет незащищенные торцы, проникает влага, которую впитывает хлопковая основа изделия. Тогда тканевые слои, находящиеся внутри, набухают. Материал расслаивается, и поверхность искривляется.

Дополнительно негативно влияют на текстолит технические смазки или агрессивная химия. Они способны попадать в микротрещины и разрушать адгезию между тканью и смолой. Если эти 2 фактора действуют постоянно одновременно, то происходит увеличение внутреннего напряжения. Разумеется, что жесткость материала теряется.

Как избежать деформации: практические рекомендации

Есть советы, которые помогут сохранить стабильную форму конструкции текстолита на протяжении всего срока его использования. Вот основные золотые правила, касающиеся инженерной установки:

• Грамотный расчет толщины — тонкие листы не подходят, если на них будет действовать высокая нагрузка или требуется материал для большой площади. Помните о габаритах. Для больших листов текстолита необходима более частая обрешетка или же используется материал толщиной от 6 до 12 мм.
• Компенсационные зазоры — если монтировать панель в пазы или на каркас, то важно оставлять свободное место. На каждый метр длины нужно как минимум 1–2 мм, тогда материал может «дышать» под воздействием температуры.
• Правильное сверление отверстий — при сверлении отверстий для винтов или саморезов они должны быть на 1,5–2 мм больше, чем диаметр крепежного элемента. Для распределения давления используют широкие шайбы и резиновые прокладки (или из фторопласта).
• Оптимальное количество точек опоры — экономить на промежуточных профилях опасно. Нельзя допускать, чтобы текстолит «висел» в воздухе на широких плоскостях.

Типичные ошибки при эксплуатации

• Монтаж вплотную к источникам тепла — не размещают текстолитовые изоляторы сразу рядом с мощными резисторами, ТЭНами или нагревательными элементами, не имеющими тепловых экранов.
• Эксплуатация во влажной среде без защиты — обычный производственный текстолит не подходит для сырого подвала, а также для улицы под открытым небом, когда его торцы не покрыты защитным лаком.
• Чрезмерная затяжка крепления — структура плиты разрушается, если закручивать болты пневмоинструментом, прилагая чрезмерное усилие.

Как предотвратить деформацию текстолита

Листовой текстолит деформируется не из-за заводского брака пластика. Причина в другом, ведь это очень выносливый материал. Просто нужно знать его физико-механические особенности. Когда возникают «волны», прогибы или расслоения, это означает, что при проектировании были допущены ошибки. Например, была подобрана неподходящая толщина для определенных листов текстолита, не были предусмотрены зазоры для учета расширения из-за повышенной температуры. Также некоторые игнорируют агрессивные условия окружающей среды. Если же монтаж проводится профессионально и нагрузка точно рассчитана, то эксплуатация материала будет отличной, его геометрия останется стабильной все время.