CN113963868B - 一种使用焊接方式对支柱绝缘子瓷体与法兰修复的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及支柱绝缘子修复技术领域，具体涉及一种使用焊接方式对支柱绝缘子瓷体与法兰修复的方法。方法如下：步骤一、去除瓷体断裂处的氧化物铁锈，清洗后吹干，去除表面油，冷却后进行清洁，得到干净的待修复面；将金属法兰进行助镀处理，将铝锭加热形成铝液，将铝液表面形成的氧化铝薄膜去除后立刻将金属法兰放入其中进行浸镀，取出后自然冷却；将无水乙醇、金属粉末、金属氧化物粉末放入球磨机内球磨混合均匀后干燥后获得焊料；将焊料与聚乙二醇混合，得到糊状液体后涂覆到支柱绝缘子瓷体与金属法兰断裂处，填满整个裂纹，使用火焰热源进行焊接，将待修复支柱绝缘子瓷体和金属法兰同时加热到修复温度，保温后自然冷却，完成焊接。

Description

一种使用焊接方式对支柱绝缘子瓷体与法兰修复的方法
技术领域
本发明涉及支柱绝缘子修复技术领域，具体涉及一种使用焊接方式对支柱绝缘子瓷体与法兰修复的方法。
背景技术
随着近年来我国电力建设输电工程，交、直流特高压输电技术迅猛发展，对于绝缘子需求量逐渐增大。其中支柱绝缘子是重要的高压电气设备，主要用于发电厂、变电站的母线和电气设备的绝缘及机械固定，其运行可靠性影响整个电网的运行安全。支柱绝缘子主要由瓷质部分和金属法兰两部分构成，其中瓷体主要为二氧化硅(SiO2)与氧化铝(Al2O3)等氧化物成分组成，金属为钢铁材料，两者用水泥粘合剂胶合。为了增加水泥胶合强度，一般在瓷体的两端即金属附件连接部位进行滚花或上砂处理。同时为了缓冲应力，一般会在法兰口内涂有一定厚度的沥青缓冲防护层。瓷质部分保证绝缘子具有良好的电气绝缘性能和机械强度，金属用于连接和固定绝缘子，一般安装于瓷体底部，称之为底座法兰。然而，支柱绝缘子断裂事故屡有发生，这对电网运行安全稳定性以及维护人员的人身安全造成严重威胁。而对于支柱绝缘子断裂分析发现，大部分断裂事故往往发生在瓷柱与钢法兰连接处，并且断裂后无法对断裂支柱绝缘子进行修复。
发明内容
本发明采用火焰焊接方式对支柱绝缘子瓷体与金属法兰之间的断裂进行焊接，可以实现断裂支柱绝缘子的修复，从而降低支柱绝缘子的制造成本并提高使用寿命。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种使用焊接方式对支柱绝缘子瓷体与法兰修复的方法，方法如下：
步骤一、准备母材：去除瓷体断裂处的氧化物铁锈，清洗后吹干，将瓷体断裂处表面进行加热使表面残余的油污挥发干净，冷却后对瓷体断裂处表面进行清洁，得到干净的待修复面；
步骤二、金属法兰热浸镀铝：首先将金属法兰进行助镀处理，在氧化铝坩埚内放入铝锭加热至680℃～750℃形成铝液，将铝液表面形成的氧化铝薄膜去除后立刻将助镀处理过的金属法兰放入其中进行浸镀，取出后自然冷却；
步骤三、焊料的制备：将无水乙醇、金属粉末、金属氧化物粉末放入球磨机内球磨混合均匀，取出后放入干燥机内干燥后获得焊料；
步骤四、焊接装配：将步骤三中制备的焊料使用聚乙二醇进行混合，得到糊状液体钎料后涂覆到经过步骤一和步骤二处理后的支柱绝缘子瓷体与金属法兰断裂处，填满整个裂纹，得到装配完成的待修复支柱绝缘子；
步骤五、焊接过程：使用火焰热源进行焊接，热源距裂纹处距离为10mm～30mm，将步骤四得到的待修复支柱绝缘子瓷体和金属法兰同时加热到修复温度，并保温一定时间，随后停止加热使支柱绝缘子自然冷却，完成焊接。
上述的一种使用焊接方式对支柱绝缘子瓷体与法兰修复的方法，步骤二中，所述的助镀处理是将金属法兰在助镀剂的水溶液中浸泡为120s-420s，助镀剂的水溶液的温度为80～95℃，所述的助镀剂水溶液为4wt.％NaCl+6wt.％KCl水溶液。
上述的一种使用焊接方式对支柱绝缘子瓷体与法兰修复的方法，步骤二中，浸镀时间为30s～360s，
上述的一种使用焊接方式对支柱绝缘子瓷体与法兰修复的方法，步骤三中，所述的金属粉末焊料为银粉和氧化铜粉的混合物。
上述的一种使用焊接方式对支柱绝缘子瓷体与法兰修复的方法，步骤三中，所述的焊料为银粉和氧化铜粉的混合物，按质量比，银粉：氧化铜粉＝87-97:13-3。
上述的一种使用焊接方式对支柱绝缘子瓷体与法兰修复的方法，步骤三中，球磨的转速为200r/min～300r/min，球磨时间为6h。
上述的一种使用焊接方式对支柱绝缘子瓷体与法兰修复的方法，步骤五中，修复温度为970℃～1050℃，保温时间为60s～300s。
本发明解决了支柱绝缘子中支柱绝缘子瓷体与金属法兰之间容易发生断裂而无法修复的技术问题。本发明提供一种使用焊接方式对支柱绝缘子瓷体与法兰修复的方法，该方法方便便捷，可以实现支柱绝缘子与金属法兰之间的连接，并且修复后不易断裂，进一步降低了成本并且延长了支柱绝缘子的使用寿命。
本发明的有益效果：
1、本发明采用氧乙炔喷枪作为火焰焊接修复的热源，操作简单，方便便捷；
2、本发明焊料为金属焊料，因此可以将支柱绝缘子瓷体和金属法兰牢固结合，不易发生断裂；
3、本发明延长了支柱绝缘子的使用寿命，减少事故发生率，有效降低了成本。
附图说明
图1为断裂支柱绝缘子修复前装配示意图；
图2为断裂支柱绝缘子修复过程示意图；
1、支柱绝缘子瓷体；2、金属法兰；3、焊料；4、氧乙炔喷枪；5、红外测温装置。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步解释说明。
实施例1
步骤一、将支柱绝缘子瓷体1断裂处首先使用15％的HCl水溶液洗去支柱绝缘子瓷体1断裂处氧化生成的氧化物铁锈，再使用去离子水洗去残留的酸溶液，吹干，然后使用火焰热源对支柱绝缘子瓷体1断裂处待修复表面加热到250℃～400℃，使表面残余的油污挥发干净，待母材冷却后再次使用去离子水对断裂表面进行清洁，从而获得干净的待修复面；
步骤二、将金属法兰2进行助镀处理，助镀剂采用4wt.％的NaCl与6wt.％的KCl水溶液，溶液温度保持在85℃，金属法兰2浸泡时间为180s，浸泡后将金属法兰2加热至150℃烘干水分。在氧化铝坩埚内放入铝锭加热至750℃形成铝液，将铝液表面形成的氧化铝薄膜去除后立刻将处理过的金属法兰2放入其中，浸镀时间为300s，取出后自然冷却。
步骤三、使用无水乙醇将市售Ag粉和CuO粉按照一定比例混合，放入球磨机内球磨使金属粉末混合均匀，取出后放入干燥机内干燥后获得焊料3。上述焊料3中Ag的质量分数为97％；上述球磨工艺为转速300r/min，球磨时间为6h。
步骤四、将步骤三中制备的焊料3使用聚合度为400的聚乙二醇按照5g：1ml的比例进行混合，得到糊状液体后涂覆到经过步骤一和步骤二处理后的支柱绝缘子瓷体1与金属法兰2断裂处，填满整个裂纹，得到如图1所示的装配完成的待修复支柱绝缘子；
步骤五、焊接修复方式如图2所示，使用氧乙炔喷枪5作为火焰焊接热源，枪嘴距裂纹处距离为20mm，在一旁使用红外测温装置4对修复剂表面温度进行测量，以确保温度准确，将步骤四得到的待修复支柱绝缘子瓷体1和金属法兰2同时加热到修复温度1050℃，并保温300s，随后停止加热使支柱绝缘子自然冷却，即完成使用火焰焊接对支柱绝缘子断裂的现场焊接修复工作。

Claims (5)

1.一种使用焊接方式对支柱绝缘子瓷体与法兰修复的方法，其特征在于，方法如下：
步骤一、准备母材：去除支柱绝缘子瓷体（1）断裂处的氧化物铁锈，清洗后吹干，将支柱绝缘子瓷体（1）断裂处表面进行加热使表面残余的油污挥发干净，冷却后对支柱绝缘子瓷体（1）断裂处表面进行清洁，得到干净的待修复面；
步骤二、金属法兰热浸镀铝：首先将金属法兰（2）进行助镀处理，将金属法兰（2）在助镀剂的水溶液中浸泡为120s-420s，助镀剂的水溶液的温度为80~95°C，所述的助镀剂水溶液为4wt.%NaCl+6wt.%KCl水溶液；在氧化铝坩埚内放入铝锭加热至680°C~750°C形成铝液，将铝液表面形成的氧化铝薄膜去除后立刻将助镀处理过的金属法兰（2）放入其中进行浸镀，取出后自然冷却；
步骤三、焊料（3）的制备：将无水乙醇、银粉、氧化铜粉放入球磨机内球磨混合均匀，取出后放入干燥机内干燥后获得焊料（3）；
步骤四、焊接装配：将步骤三中制备的焊料（3）使用聚乙二醇进行混合，得到糊状液体钎料后涂覆到经过步骤一和步骤二处理后的支柱绝缘子瓷体（1）与金属法兰（2）断裂处，填满整个裂纹，得到装配完成的待修复支柱绝缘子；
步骤五、焊接过程：使用火焰热源进行焊接，热源距裂纹处距离为10mm~30mm，将步骤四得到的待修复支柱绝缘子瓷体（1）和金属法兰（2）同时加热到修复温度，并保温一定时间，随后停止加热使支柱绝缘子自然冷却，完成焊接。
2.根据权利要求1所述的一种使用焊接方式对支柱绝缘子瓷体与法兰修复的方法，其特征在于，步骤二中，浸镀时间为30s~360s。
3.根据权利要求1所述的一种使用焊接方式对支柱绝缘子瓷体与法兰修复的方法，其特征在于，步骤三中，所述的焊料（3）为银粉和氧化铜粉的混合物，按质量比，银粉：氧化铜粉=87-97:13-3。
4.根据权利要求1所述的一种使用焊接方式对支柱绝缘子瓷体与法兰修复的方法，其特征在于，步骤三中，球磨的转速为200r/min~300r/min，球磨时间为6h。
5.根据权利要求1所述的一种使用焊接方式对支柱绝缘子瓷体与法兰修复的方法，其特征在于，步骤五中，修复温度为970℃~1050℃，保温时间为60s~300s。
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