Zakład Techniki Próżniowej CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI Zakład Techniki Próżniowej OPRACOWANIE TECHNOLOGII PRÓŻNIOSZCZELNYCH PRZEPUSTÓW I IZOLATORÓW ZE ZŁĄCZAMI CERAMIKA KORUNDOWA –STAL NIERDZEWNA Zespół Wykonawców: mgr inż.A Żółtowska, dr inż.A Grodziński, mgr inż.A. Szymański, K. Wardak, K. Bandosz, J. Moczulski, Z.Rendaszek, S.Pawlicki, J.Bonder, T.Kalinowska , B.Toporek kierownik zadania- mgr Iwonna Iwanejko współpraca – dr inż. Mirosław Kozłowski P4 Halina Wronka P4

PARAMETRY TECHNICZNE IZOLATORA I IZOLATORÓW PRZEPUSTOWYCH CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI PARAMETRY TECHNICZNE IZOLATORA I IZOLATORÓW PRZEPUSTOWYCH Parametr PWP60S PWN12S PWN20S INS Średnica zewnętrzna analogiczna jak w wspawanym kołnierzu próżniowym [mm] 14 15 34 Rezystancja izolacji [Ω] >10-11 Napięcie pracy [kV] 3 10 5 Prąd obciążenia [A] 60 - Natężenie nieszczelności [Pam3/s] <10-13 Max. temperatura pracy [oC] 400

KONSTRUKCJA IZOLATORA I IZOLATORÓW PRZEPUSTOWYCH CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI KONSTRUKCJA IZOLATORA I IZOLATORÓW PRZEPUSTOWYCH Izolatory przepustowe wysokonapięciowe Izolator przepustowy wysokoprądowy Izolator wysokonapięciowy PWP60S INS PWN12S PWN20S

PROBLEM – WARTOŚĆ WSPÓŁCZYNNIKA ROZSZERZALNOŚCI LINIOWEJ CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI PROBLEM – WARTOŚĆ WSPÓŁCZYNNIKA ROZSZERZALNOŚCI LINIOWEJ x10-6 α (Al2O3) = 5,5  5,8 x 10-6 (1/ O C); α(1H18N9T) = 16 x 10-6 (1/ O C);

CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI PROCESY TECHNOLOGICZNE DLA WYTWORZENIA PRZEPUSTU WYSOKOPRĄDOWEGO I IZOLATORÓW WYSOKONAPIĘCIOWYCH Ceramika pokrywana jest pastą metalizacyjną W - Mn + szkło litowe + nośnik, której spiekanie prowadzone jest w nawilżanym wodorze Al2O3 Spieczona warstwa metalizacyjna pokrywana jest warstwą Fe i spiekana w suchym wodorze lub próżni Metoda metalizacji proszkowej Al2O3 stal Lutowanie części metalowych z ceramicznymi prowadzone jest przy pomocy konwencjonalnych lutów (AgCu21Ni2, Cu, AgCu28) w suchym wodorze lub próżni Al2O3 Powierzchnie złączowe ceramiki pokrywa się wodorkiem metalu aktywnego - tytanu, a następnie lutuje się lutem twardym (AgCu21Ni2). Lutowanie przeprowadza się w próżni rzędu 10-3Pa. stal Metoda lutów aktywnych Al2O3

Al Ti Cu Ag CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI ROZKŁAD PIERWIASTKÓW – PRZEKRÓJ ZŁĄCZA CERAMIKA-STAL METODA WODORKOWA Al Ti Cu Ag Cu Al Ti Ag

Mn W Fe Ag Cu CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI ROZKŁAD PIERWIASTKÓW – PRZEKRÓJ ZŁĄCZA CERAMIKA-STAL METODA METALIZACJI PROSZKOWEJ Al Mn W Fe Ag Fe Al Mn W Cu Ag Cu

KONSTRUKCJA IZOLATORA I IZOLATORÓW PRZEPUSTOWYCH CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI KONSTRUKCJA IZOLATORA I IZOLATORÓW PRZEPUSTOWYCH Izolatory przepustowe wysokonapięciowe Izolator przepustowy wysokoprądowy Izolator wysokonapięciowy PWP60S INS PWN12S PWN20S

CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI IZOLATOR INS- KONSTRUKCJA TULEI Izolator INS wykonany metodą wodorkową Tuleja izolatora INS Tuleja izolatora INS-A

MODELE IZOLATORÓW I IZOLATORÓW NAPIĘCIOWYCH CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI MODELE IZOLATORÓW I IZOLATORÓW NAPIĘCIOWYCH PWN12S PWP60S PWN20S INS INS-A

WYNIKI BADAŃ IZOLATORA INS CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI WYNIKI BADAŃ IZOLATORA INS Parametry izolatora przepustowego Jednostka INS Napięcie znamionowe kVsk 6 Napięcie wytrzymywane przemienne 50Hz X–1min. 17,6 1 Badanie wytrzymałości napięciowej izolacji izolatora wykonane zostało zgodnie z normą PN-EN60137 przy pomocy urządzenia probierczego z zakresem napięć 0-30kVsk

WYNIKI BADAŃ IZOLATOROW PRZEPUSTOWYCH CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI WYNIKI BADAŃ IZOLATOROW PRZEPUSTOWYCH Parametry przepustu Jednostka IWP60S IWN12S IWN20S Rezystancja izolacji powierzchniowej Ω >1011 Napięcie znamionowe kVDC 3 10 15 Prąd znamionowy A 60 Napięcie wytrzymywane stałe – 1 min. 5 12 20 Temperatura przepustu przy obciążeniu prądem znamionowym Po 1godz. oC 22,3 24,2 25,3 Po 2 godz. 23,7 24,3 25,6 Po 5 godz. 24,6 25,7 Natężenie nieszczelności hPa m3/s <10-13

CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI WYKAZ INSTRUKCJI TECHNOLOGICZNYCH 1. IT-P1S-2010- 1 Oczyszczanie kształtek ceramicznych do próżnioszczelnych złącz ceramika-metal 2. IT-P1S-2010- 2 Przygotowanie past: wolframowej i żelazowej lub niklowej do nakładania na kształtki ceramiczne i detale metalowe 3. IT-P1S-2010- 3 Nakładanie warstw past: wolframowej i żelazowej lub niklowej na kształtki ceramiczne do próżnioszczelnych złącz ceramika-metal 4. IT-P1S-2010- 4 Spiekanie warstw past: wolframowej i żelazowej lub niklowej na kształtkach ceramicznych do próżnioszczelnych złącz ceramika-metal 5. IT-P1S-2010- 5 Przygotowanie pasty wodorkowej do nakładania na kształtki ceramiczne i detale metalowe do próżnioszczelnych złącz ceramika-metal 6. IT-P1S-2010- 6 Przygotowanie detali z miedzi próżniowej do próżnioszczelnych złączy 7. IT-P1S-2010- 7 Przygotowanie lutów ze stopów srebra z miedzią, srebra z miedzią i niklem, srebra z miedzią i palladem 8. IT-P1S-2010- 8 Nakładanie i spiekanie . pasty żelazowej lub niklowej na detalach metalowych 9. IT-P1S-2010- 9 Niklowanie detali z miedzi próżniowej i mosiądzu 10. IT- P1S-2010-10 Niklowanie detali z miedzi próżniowej i mosiądzu

CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI 11. IT- P1S-2010-11 Montaż izolatora przepustowego wysokoprądowego PWP60S wykonanego metodą wodorkową 12. IT- P1S-2010-12 Lutowanie izolatora przepustowego wysokoprądowego PWP60S wykonanego metodą wodorkową 13. IT- P1S-2010- 13 Montaż izolatora przepustowego wysokonapięciowego PWN12S wykonanego metodą wodorkową. 14. IT- P1S-2010- 14 Lutowanie izolatora przepustowego wysokonapięciowego PWN12S wykonanego metodą wodorkową. 15. IT- P1S-2010- 15 Montaż izolatora przepustowego wysokonapięciowego PWN20S wykonanego metodą metalizacji proszkowej 16. IT- P1S-2010- 16 Montaż izolatora INS przepustowego PWN20S i izolatora INS 17. IT- P1S-2010- 17 Lutowanie izolatora INS wykonanego metodą wykonanych metodą metalizacji proszkowej 18. IT- P1S-2010- 18 Montaż izolatora INS –A wykonanego metodą wodorkową 19. IT- P1S-2010- 19 Lutowanie izolatora INS-A wykonanego metodą metalizacji proszkowej

CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI SPIS RYSUNKÓW KONSTRUKCYJNYCH 1. PWP60S/2010-100 Izolator przepustowy wysokoprądowy 2. -101 Kształtka ceramiczna izolatora przepustowego PWP60S 3. -102 Tuleja górna izolatora przepustowego PWP60S 4. -103 Tuleja dolna izolatora przepustowego PWP60S 5. -104 Przewód środkowy izolatora przepustowego PWP60S 6. PWN12S/2010 -200 Izolator przepustowy wysokonapięciowy PWN12S 7. -201 Kształtka ceramiczna izolatora wysokonapięciowego PWN12S 8. -202 Tuleja górna izolatora przepustowego PWN12S 9. -203 Tuleja dolna izolatora przepustowego PWN12S 10. -204 Przewód środkowy izolatora przepustowego PWN12S 11. PWN20S/2010 -300 Izolator przepustowy wysokonapięciowy PWN12S 12. -301 Kształtka ceramiczna izolatora wysokonapięciowego PWN12S 13. INS/2010 -400 Izolator INS 14. -401 Kształtka ceramiczna izolatora INS 15. -402 Tuleja izolatora INS 16. INS-A/2010 -500 Izolator INS-A 17. -501 Kształtka ceramiczna izolatora INS-A 18. -502 Tuleja izolatora INS-A ..

CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI UZYSKANE EFEKTY Opracowano konstrukcję 3 typów izolatorów przepustowych i jednego izolatora z zastosowaniem stali nierdzewnej jako metalu konstrukcyjnego Wykonano modele 3 typów izolatorów przepustowych i jednego typu izolatora; przy zastosowaniu dwóch opracowanych technologii złączowych; Przeprowadzono pomiary parametrów prądowych podzespołów i dokonano ich oceny oraz badania struktury próżnioszczelnych złączy Wykonano dokumentację konstrukcyjno - technologiczną opracowanych izolatorów przepustowych PWP60S, PWN12S,PWN20S oraz izolatora INS