книги из ГПНТБ / Цимберов, А. И. Стеклянные изоляторы

мер ячеек, тем выше степень закалки (рис. 4-34). Более объективным является метод определения прокаливае­ мое™, т. е. соотношения толщины закаленного и отож­ женного слоев стеклодетали.

Термообработка может контролироваться с помощью полярископа. При этом для проверки качества отжига этот метод является основным и по существу единствен­ ным. Контроль отожженных стеклодеталей под поляри­ скопом входит в число обязательных испытаний, кото­ рым подвергаются отбираемые от каждой выпущенной

Рис. 4-34. Разрушение плохо закаленной стекло­ детали.

партии 0,5% изоляторов. Принцип действия полярископа основан на наблюдении двойного лучепреломления в про­ зрачных деталях, возникающего при прохождении через них ллоскополяризованного луча света в результате вну­ тренних напряжений и механических воздействий. На­ блюдатель следит за интерференционной картиной, ха­ рактерной для того или иного напряжения. Яркость и цвет интерференционной картины зависят от напряже­ ния. Следовательно, по этой картине можно качественно судить о напряжении в стеклодетали.

По окончании технологического процесса изготовле­ ния стеклодеталей они все проходят визуальную кон­ троль-сортировку, во время котцрой определяется их пригодность для дальнейшей обработки, а также выяв­ ляются и отбраковываются дефектные изоляторы (по­ зиция № 10). Тогда же проверяются основные норми-

152

руемые размеры стеклодеталей. Частота контроля раз­ меров зависит от налаженности технологического процесса: чем он стабильнее, тем реже должна произво­ диться проверка размеров.

Вполне понятно, что все дефекты стеклодеталей изо­ ляторов являются следствием либо плохого качества стекломассы, либо недостаточно отработанного техноло­ гического процесса их формования и термообработки.

Плохое качество стекломассы вызывается нарушени­ ем ее химической и физической однородности, образуе­ мой во время приготовления шихты и варки ее в печах. Недостаточная однородность стекломассы является при­ чиной следующих видимых дефектов стеклянных изоля­ торов:

газовые включения (пузыри, мошка); инородные включения.

Газовые включения, встречающиеся в стекле, могут иметь различный химический состав, форму и различное происхождение. Как правило, пузыри являются следстви­ ем плохого осветления стекломассы, когда газы, выде­ ляющиеся во время процессов стеклообразования, не полностью удаляются и растворяются в стекле. Газы—■ в основном частицы воздуха, заносятся в печь во время засыпки шихты, при погружении в стекломассу различ­

с огнеупорами печи за счет разложения некоторых ма­ териалов, входящих в состав огнеупоров, сгорания сво­ бодного углерода, образовавшегося на стенках огнеупо­ ров во время их обжига, или выделения воздушных скоплений, образовавшихся в мельчайших порах огне­ упорных материалов. Помимо этих, так называемых пер­ вичных пузырей, в стекломассе могут иметь место вто­ ричные пузыри, образовавшиеся уже после осветления и в выработочной части печи или в питающих устройст­ вах.

Образование вторичных пузырей может быть вызва­ но завышением температуры стекломассы в фидерном питателе и зоне осветления, плохо отрегулированном ре­ жимом сгорания топлива в питателе, наличием в его ка­ нале инородных тел, низким уровнем стекломассы, пло­ хим прилеганием головки вакуумного питателя наборника к зеркалу стекла.

153

Газовые включения по своему размеру подразделяют­ ся на пузыри (диаметр более 0,8 мм) (рис. 4-35) и мош­ ку (диаметр менее 0,8 мм).

При небольших концентрациях и размерах газовые включения не ухудшают электромеханических свойств стеклянных изоляторов. Однако большие пузыри, особен­

но

Рис. 4-35. Пузырь.

а —в головке изолятора; б — в тарелке изолятора.

но в таких ответственных местах, как головка подвесных или шейка штыревых изоляторов не должны пропускать­

ся контролерами ОТКОбразование пузырен и мошки в стекле может быть

предотвращено тщательным соблюдением газового и температурного режима варки, осветления и выработки стекла, правильной подготовкой и смешиванием сырье­ вых материалов, а также соблюдением оптимального

154

соотношения шихты и стеклобоя. Для футеровки печен и каналов фидеров должны применяться высококачествен­ ные, желательно плавленые огнеупорные материалы. Пе­ ред наваркой печен бассейны должны быть тщательно очищены. Погружаемые в готовую стекломассу предме­ ты (плунжеры, бушинги, головки вакуумнаборников и т. д.) должны изготовляться из жароупорного 'мате­ риала.

Свили образуются в стекле в результате неравномер­ ного провара шихты, нарушения режимов силикатообразования и стеклообразования. Плохо перемешанная и неувлажненная шихта способствует более быстрому рас­ творению легковесных материалов без предварительной реакции их с кремнеземом и образованию в последую­ щем участков стекломассы с различной плотностью и вязкостью. Такое же явление наблюдается при неравно­ мерной загрузке шихты, нарушении режимов варки стек­ ломассы и чрезмерно больших съемах стекла с 1 м2 ва­ рочной части печи.

Образованию свилей способствует разъедание огне­ упорных материалов самой стекломассой, летучими ма­ териалами и газами, выделяющимися в процессе варки стекла.

Так как свили отличаются от основного стекла свои­ ми свойствами, особенно плотностью, их наличие в стек­ ле резко снижает показатель однородности, что в свою очередь приводит к снижению нагревостойкости стеклян­ ных изоляторов. Образование грубых свилей делает во­ обще невозможной закалку стеклодеталей.

Предотвращение свилей сводится к тщательной под­ готовке и смешиванию шихтовых материалов, равномер­ ной и тонкослойной загрузке шихты, соблюдению задан­ ных режимов варки, правильному подбору количества стекломассы, снимаемой с 1 м2 печи (в зависимости от марки стекла, метода варки и т. д.), и применению доб­ рокачественных материалов.

Необходимо добиться, чтобы растворение свилей в основном стекле происходило до попадания стекломас­ сы в рабочую часть печи, где уже невозможно повысить температуру и достичь высокой однородности стекла.

155

либо разрушение стеклодеталей во время термообработ­ ки, либо резкое снижение механической прочности и нагревостойкости. Природа образования инородных включений в стекле чрезвычайно разнообразна. Это — продукты разрушения огнеупоров бассейна и свода печи, непроварившиеся частицы песка и глинозема (рис. 4-37) или неразложившиеся частицы окалины и кристалличе­ ские образования в самом стекле.

Разрушение огнеупоров и попадание в стекло этих включений связано с применением недоброкачественных

огнеупорных материалов, завышением температуры вар-,

в результате недостаточной однородности шихты, непра­ вильной загрузки шихты или неправильного выбора тем­ пературного режима варки, затрудняющего полное рас­ творение в расплаве всех компонентов.

Инородные включения могут быть занесены в стекло после холодного ремонта печей, или когда бассейн перед выводкой недостаточно очищен. Инородным включением, засаряющим стекло, могут быть обгоревшие куски элек­ тродов при электроварке стекла или металлические ча­ сти питающих машин.

156

Все инородные включения, как и свили, значительно затрудняют процессы термической обработки стеклодета­ лей изоляторов и почти исключают возможность их за­ калки. Защита стекла от засорения инородными вклю­ чениями заключается в тщательной подготовке и смеши­ вании сырьевых материалов, разработке режимов варки, обеспечивающей полное растворение всех шихтовых ма­ териалов и применение высококачественных огнеупоров. Однако в некоторых случаях, когда при выполнении всех указанных требований однородность стекла не удается

Рис. 4-37. Шихтный камень (нерастворившнеся ча­ стицы глинозема).

повысить, возникает необходимость в корректировке шихты или некотором изменении состава стекла. Ряд по­ роков стеклянных изоляторов является следствием не­ удовлетворительной работы технологического оборудова­ ния. При этом плохая работа различных механизмов или машин может быть причиной одного и того же вида брака.

Посечка является наиболее распространенным поро­ ком стеклоизделий, изготовляемых машинным способом, в том числе стеклянных изоляторов. Она возникает от различных причин в различных местах изделия и имеет разнообразную форму. Посечка — это небольшая трещи­ на в стекле, размеры которой колеблятся от еле види­ мой точки до 2—3 см (рис. 4-38). По глубине она может быть поверхностной (в виде тонкой серебристой нити),

157

глубинной II сквозной. Чаще всего посечка встречается на шейке и ребрах изоляторов, хотя практически она может быть на поверхности юбки, на головке и на резьбе.

Посечка возникает на поверхности изолятора, как ре­ зультат нарушения целостности поверхностного отвер­ девшего слоя стекла, когда технологический процесс прессования еще не окончен.

В зависимости от причин возникновения различают посечку от стекла, посечку термическую и посечку меха-

Рис. 4-38. Посечка.

ническую. Посечка от стекла является результатом его физико-механических свойств. Большое количество посечек дает стекло с повышенной хрупкостью — «корот­ кое», которое может ломаться при высокой температуре красного каления в результате нарушения технологии стекловарения. Массовая посечка может быть следстви­ ем термической неоднородности стекла и возникает в ре­ зультате нарушения теплового режима ванной печи или питающего механизма.

Термическая посечка образуется в результате прикос­ новения поверхностной застывшей корки стекла к хо­ лодному или мокрому предмету.

Механическая посечка — самая крупная и распрост­ раненная группа посечки. Это — поломка части изделия, происшедшая в результате удара, чрезмерного давления,

158

изгиба. Причиной механической посечки является преж­ де всего формовой комплект, непосредственно соприка­ сающийся со стеклом, причем посечка возникает либо

врезультате неисправности формового комплекта, либо

врезультате усилий, производимых на комплект другими частями машины. Появление механических посечек ука­ зывает на неисправности, возникшие при изготовлении деталей, монтаже или регулировке машины. Посечка ра­

но или поздно обязательно приводит к разрушению стек­ лодетали и поэтому является окончательным видом бра­ ка, не подлежащим исправлению. Все изделия с посечкой должны быть отбракованы. Передача таких изделий на дальнейшие операции не допускается. Иногда посел­ ку путают с микроскладками, образуемыми на поверх­ ности стеклодеталей. Такой дефект не является браком. Различить их можно либо погружением изделий в ванну с иммерсионной жидкостью, либо нанесением на подо­ зреваемые участки изолятора специальной проникающей краски. Первый метод позволяет обнаружить поселку по разности показателей преломления, образуемых на гра­ нице трещины, второй метод — за счет проникновения в трещины проникающей краски.

Избежать посечки можно только при тщательном со­ блюдении технологических режимов производства. Тем­ пература капли, подаваемой в формовой комплект, должна строго соответствовать расчетной. Стекло долж­ но соприкасаться только с нагретым металлом. Нужно, чтобы пуансон, формующее кольцо, форма с поддоном, развертки и метчики, а также хватки отставителей были достаточно горячими, а лента конвейеров — нагретой. Нельзя допускать переохлаждения всех частей машин, соприкасающихся с разогретым стеклом. Необходимо следить за тем, чтобы на горячие стеклодетали не по­ падали капли воды или масла. Изделие должно прессо­ ваться лишь при минимально необходимом давлении и в течение определенного времени, которые для каждого изделия рассчитываются отдельно.

С термической посечкой можно бороться, создавая между стеклом и металлом пресс-форм защитный слой, за счет покрытия их специальными смазками (§ 4-4). В табл. 4-11 приведены некоторые конкретные причины возникновения посечки при изготовлении штыревых и подвесных изоляторов, а также рекомендуемые методы ее устранения.

159

Следующая группа дефектов, встречающихся при из­ готовлении стеклянных изоляторов, относится к наруше­ нию формы изолятора и контролируемых размеров.

а) Недопрессовка изолятора (рис. 4-39), низкая гиль­ за, юбка или ребро. Этот вид брака является оконча­ тельным и вызывается недостаточной температурой стек­ ломассы, малой массой капли, недостаточным давлени­ ем при прессовании или чересчур плотной посадкой кольца формующей головки в форму.

Для устранения необходимо поднять температуру стекломассы, увеличить массу капли, увеличить давле-

•160

ние прессования, половинки формы должны быть при­ шабрены так, чтобы только ее края .прилегали вплотную; кольцо формующей головки должно иметь при посадке в форму зазор не более 0,1 мм.

б) Подпрессовка изоляторов, заусенцы и толстые швы возникают при большом зазоре между частями пресс-формы, пуансон не подогнан к размерам формы, много накопилось нагара между половинками формы;

Рис. 4-39. Недопрессовка крайнего ребра стеклодеталн изолятора.

слабые пружины на пуансоне, велико давление прессо­ вания; завышены температура и масса капли.

Надо лучше пригнать плоскости разъема форм, очис­ тить их от нагара, усилить замыкание створок форм, от­ регулировать давление прессования, температуру и массу капли.

в) Тонкое или толстое дно в головке изолятора, нару­ шена конфигурация внутренней полости. Возникают изза неправильно подобранной температуры стекломассы, биения развертки или керна-метчика, плохой подгонкой формующей оснастки.

Предупреждаются регулировкой температуры стекло­ массы до оптимальной, устранением биения развертки, подгонкой формующей оснастки. Там, где формовка осу­ ществляется индивидуальными кернами-метчиками или развертками, их размеры и установка должны быть про­ верены по шаблону.

161