Главная База знаний "Allbest" Производство и технологии Исследование и разработка составов масс высоковольтного фарфора с повышенными электромеханическими характеристиками

Исследование и разработка составов масс высоковольтного фарфора с повышенными электромеханическими характеристиками

Значение электротехнического фарфора, применяемого для изготовления изоляторов высокого и низкого напряжения. Схема образования структуры фарфора. Механические свойства кварца, муллита и фарфора. Характеристика химического состава сырьевых материалов.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	дипломная работа
Язык	русский
Дата добавления	29.03.2011
Размер файла	5,9 M

посмотреть текст работы

скачать работу можно здесь

полная информация о работе

весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны подлежит систематическому контролю для предупреждения возможности превышения ПДК - максимально разовых рабочей зоны (ПДК_мр.рз) и среднесменных рабочей зоны (ПДК_сс.рз).

Содержание вредного вещества в данной конкретной точке характеризуется следующим суммарным временем отбора: для токсических веществ - 15 мин, для веществ, преимущественно фиброгенного действия - 30 мин. За указанный период времени может быть отобрана одна или несколько последовательных проб через равные промежутки времени. Результаты, полученные при однократном отборе или при усреднении последовательно отобранных проб, сравнивают с величинами ПДК_мр.рз.

Для каждого производственного участка определяются вещества, которые могут выделяться в воздух рабочей зоны. При наличии в воздухе нескольких вредных веществ контроль воздушной среды допускается проводить по наиболее опасным и характерным веществам.

Для уменьшения вредного воздействия на окружающую среду устанавливаются фильтры в дымоходы и вентиляционные устройства. Осуществляется контроль за концентрацией пыли не только в воздухе рабочей зоны, но и на выходе в окружающую среду из труб.

В данном производстве используются сыпучие вещества, которые при взвешивании, помоле и смешивании выделяют значительное количество пыли. Но концентрации пыли в рабочей зоне соответствуют предельно допустимым, за счет наличия вентиляционного оборудования. Количество пыли, выбрасываемое в атмосферу также соответствует нормам и не превышает ПДК, за счет установки фильтров.

Используемые в работе вещества соответствуют 4 - низшему классу опасности (малоопасные вещества). Следовательно они оказывают очень незначительное воздействие на живые организмы и на окружающую среду. Однако, из-за пыления данные сырьевые компоненты могут вызывать аллергические реакции у людей предрасположенных к этому заболеванию.

В целом производство высоковольтного фарфора с повышенными электромеханическими характеристиками не является более вредным, чем производство электрофарфора из обычной тонкодисперсной массы, т.к. между ними нет больших принципиальных различий. Следовательно производство нового вида фарфора для Камышловского изоляторного завода «Урализолятор» можно запускать в производство.

Безопасность и экологичность

Данная исследовательская работа проводилась с целью исследования и разработки составов масс высоковольтного фарфора с повышенными электромеханическими характеристиками. Исследования проводились в лаборатории Камышловского изоляторного завода «Урализолятор».

Общая организация работы по безопасности в лаборатории возлагается на заведующего лабораторией. Во всех помещениях установлена противоточно-вытяжная вентиляция. Воздухообмен рассчитан таким образом, чтобы фактическая концентрация вредных веществ, паров, пыли в воздухе не превышала предельно-допустимую (ПДК) на рабочем месте.

Работа в лаборатории при исследовании, изготовлении опытных образцов может сопровождаться следующими вредными для здоровья человека факторами:

- значительное пылевыделение при работе с сыпучими компонентами;

- шум, вибрация;

- тепловыделение при определении потерь при прокаливании;

- возможность возникновения электрических травм, механических травм, ожогов.

Для обеспечения безопасности труда в России разработана система законодательных, социально-экономических мероприятий и средств, которые обеспечивают безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.

Обеспечение безопасности работающих Характеристика условий труда

В данной лабораторной работе созданы условия работы, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 12.005 - 88.

Таблица 27 Нормы микроклимата, установленные в лаборатории

Параметр	Период года
	Холодный и переходный	Теплый
Температура воздуха,єС	Оптимальная	18 - 20	22 - 25
	Допустимая	17 - 22	Не более 28
Относительная влажность воздуха, %	Оптимальная	30 - 60
	Допустимая	75	55 - 75
Скорость движения воздуха, м/с	Оптимальная	Не более 0.2	0.2 - 0.5
	Допустимая	Не более 0.3	Не более 0.5

Для создания оптимального микроклимата лаборатория оборудована общеобменной вентиляцией. В холодный период года используется водяное отопление.

Таблица 28

Параметры условий труда в рабочей зоне

Наимено-вание профессии

Катего-рия тяжес-ти рабо-ты

Темпе-ратура,

є С

Относи-тельная влаж-ность, %

Ско-рость движе-ния воз-духа, м/с

Освещен-ность, лк

Наимено-вание

вредного вещества на рабочем месте

ПДК, мг/м³

Площадь на одного работника, м²

Объем помеще-

ния на одного работ-ника,м³

Сте-пень рис-ка

лаборант

легкая

0.2

400

7.2

21.6

10^-6

Рабочее место оборудовано так, что исключается возможность прикосновения к токоведущим устройствам, шинам заземления, батареям отопления.

При работе с химическими веществами соблюдается следующий порядок работы:

- включить вытяжную вентиляцию;

- избегать пыления реактивов;

- по окончании работы реактивы убрать в упаковки, убрать рабочее место и вымыть руки.

Лаборатория оборудована высокотемпературными электрическими муфельными печами. В ходе работы температура печи достигает 1450єС. Температура наружной поверхности, излучающей тепло, не превышает 45єС (ГОСТ12.1.005 - 88).

Данная исследовательская работа связана с использованием порошкообразных веществ и, следовательно, выделением пыли. Наиболее эффективный способ защиты от пыли - устройство вытяжной вентиляции.

По СН2.2.4/2.1.8.562 - 96 для шумов частотой до 1000Гц допускается уровень шума на рабочем месте 75 дБ, что значительно превышает уровень шума в данной лаборатории.

В лаборатории используется комбинированное освещение. Естественное освещение осуществляется через окна. Искусственное освещение обеспечивается с помощью люминесцентных ламп АБ - 20 и АД - 20, дающих 40 - 60% светового потока. Минимальная допустимая освещенность рабочего места по СниП 23-05-95 составляет 150 лк, коэффициент естественного освещения (к.е.о.)1_п=1.5.

Обеспечение безопасности труда

Электробезопасность

Рабочее напряжение оборудования 220В. Для его подвода использован кабель с двойной полихлорвиниловой изоляцией. Корпуса заземлены (ГОСТ 12.1.019 - 79ССБТ).

Электрическая печь безопасна в эксплуатации при соблюдении следующих требований:

- корпус печи заземлен;

- все токоведущие части и контакты закрыты специальными кожухами.

Для обеспечения условий безопасности работы печи, для предотвращения аварий и несчастных случаев выполняются следующие условия:

- не включать в печь, если нарушено заземление и убрана термопара;

- не нагревать печь выше 1450єС;

- при осмотре обжигаемого материала использовать щипцы и надевать рукавицы из грубой ткани.

Пожаробезопасность

Помещения лаборатории РЗЭ по пожарной опасности относятся к классу В. Печи установлены на массивном бетонном основании. Лаборатория оснащена следующими средствами пожаротушения: огнетушитель углекислотный, стационарный наружный водопровод с кранами - гидрантами, песок, асбестовое одеяло. План эвакуации представлен на рисунке в лаборатории.

Защита от избыточного тепла

Для защиты от действия теплоизлучения проводятся мероприятия:

- применение изоляции поверхностей (асбест);

- использование экранирования излучающих поверхностей;

наружная поверхность печей окрашивается серебристой краской;

для снижения температуры воздуха используется естественная вентиляция.

Экологичность проекта

При проведении данной исследовательской работы использовали сыпучие порошки. При их взвешивании и смешивании образуется небольшое количество пыли. Для защиты от воздействия пыли лаборатория снабжена приточно-вытяжной вентиляцией. Концентрация используемых веществ в воздухе не превышает предельно допустимую.

Чрезвычайные ситуации

Возникновение чрезвычайных ситуаций сведено до минимума. В случае их возникновения предусмотрены запасные выходы, разработан план эвакуации, имеются первичные средства пожаротушения.

Предусмотрен достаточный уровень безопасности работающих. Условия труда работающих соответствуют санитарным нормам. Вероятность получения травм - в допустимом риске. Для предотвращения и уменьшения последствий чрезвычайных ситуаций проводятся технические и организационные мероприятия.

Заключение

Данная исследовательская работа заключалась в исследовании и разработке составов масс высоковольтного фарфора с повышенными электромеханическими характеристиками.

В ходе исследования была выбрана масса с оптимальным содержанием в ней глинозема в количестве 25%. Было установлено, что электрофарфор, полученный из данной массы обладает достаточными электромеханическими характеристиками, необходимыми для высоковольтного фарфора.

Значительно возросли: - механическая прочность;

- электрическая прочность.

Уменьшилась полная и воздушная усадка, следовательно значительно уменьшатся потери от брака.

Также в ходе исследовательской работы были произведены расчеты себестоимости изоляторов из тонкодисперсной и глиноземистой масс. Затраты на сырье для производства изоляторов из глиноземистой массы будут больше, так как глинозем является дорогостоящим материалом. Но значительно снизятся потери от брака, так как уменьшится усадка и изменятся другие важные показатели. В итоге, себестоимость изоляторов из глиноземистой массы будет примерно равна себестоимости изоляторов из тонкодисперсной массы, используемой на заводе «Урализолятор». Значит, можно сделать вывод, что затраты на производство изоляторов из глиноземистой массы не превысят затраты на производство изоляторов из массы марки 110.1. Следовательно можно внедрять данную разработку без особого риска. Также известно, что объемы продаж значительно возрастут, так как глиноземистый фарфор пользуется наибольшим спросом у потребителя.

Библиографический список

1 Выдрик Г.А., Костюков Н.С. Физико-химические основы производства и эксплуатации электрокерамики. М.: Энергия, 1971. 328 с.

2 Ахъян А.М. Производство фарфоровых изоляторов для аппаратов высокого напряжения. М.: Госэнергоиздат, 1961. 279 с.

3 Химическая технология керамики и огнеупоров / Под ред. П.П. Будникова, Д.Н. Полубояринова. М.: Издательство литературы по строительству, 1972. 483 с.

4 Химическая технология керамики / Под ред. И.Я.Гузмана. М.: 2003. 527 с.

5 Попова И.А., Креймер Д.Б. Выбор соотношения глинозема и полевого шпата в высокопрочных фарфоровых массах // Стекло и керамика. 1990. №3. С.18-20.

6 Креймер Д.Б., Чистякова Т.И. Влияние фазового состава глиноземистого фарфора на его механическую прочность // Стекло и керамика. 1989. №12. С.16-17.

7 Масленникова Г.Н., Конешова Т.И. Действие минерализаторов на спекание фарфоровых масс. С. 13-15.

8 Снижение температуры спекания глиноземистого фарфора в присутствии минерализаторов / Р.Г. Орлова, В.Д. Бешенцева, И.Х. Мороз, А.Ф. Миронова // Стекло и керамика. 1989. №11. С.20-22.

9 Либерманн Й. Исключение кварца из состава глиноземистого фарфора для высоковольтных изоляторов // Огнеупоры и техническая керамика. 2002. №3. С. 18-27.

10 ГОСТ 9169-75. Сырье глинистое для керамической промышленности. Классификация. М.: Изд-во стандартов, 1977. 7 с.

11 ГОСТ 20419-83. Материалы керамические электротехнические. Классификация и технические требования. М.: Изд-во стандартов, 1983. 13 с.

12 ГОСТ 24409-80. Материалы керамические электротехнические. Методы испытаний. М.: Изд-во стандартов, 1987. 40 с.

13 ГОСТ 27020-86. Изоляторы. Классификация и условные обозначения. М.: Изд-во стандартов, 1986. 9 с.

Таблица 1

Химический состав сырья

Наименование	Содержание оксидов, масс. %
	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	CaO	MgO	K₂O	Na₂O	TiO₂	ппп	?
Глина Дружковская	52.18	33,30	0,60	0,30	0,20	1,70	0,60	1,42	9,70	100.0
Каолин Кыштымский	46,10	37,35	0,60	0,35	0,45	0,90	0,80	0,70	12,75	100.0
Каолин Просяновский	45,90	38,00	0,20	0,50	0,20	0,40	0,40	0,80	13,60	100.0
Полевой шпат Мамс.-Чуйск.	66,20	18,80	0,20	0,69	0,60	10,20	2,90	0,01	0,40	100.0
Пегматит Енский	72,50	17,43	0,15	0,80	0,40	6,05	2,43	0,04	0,20	100.0
Кв.песок Ташлинский	98,60	0,70	0,05	0,25	0,20	0,09	0,07	-	0.04	100.0
Бой фарфоровый	71,30	23,14	0,32	0,42	0,33	2,55	1,084	0.79	0.07	100.0
Глинозем, ГЭФ	-	99,63	-	-	-	0,03	0,33	-	0.01	100.0

Таблица 2

Наименование	Содержание оксидов, масс. %
	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	CaO	MgO	K₂O	Na₂O	TiO₂	ппп
Расчетный хим. состав массы М-0	67,54	22,10	0,31	0,41	0,30	2,30	0,88	0,57	5,59
Расчетный хим. состав массы М-1	51,79	37,57	0,31	0,43	0,30	3,36	1,28	0,57	4,38
Расчетный хим. состав массы М-2	43,32	46,07	0,32	0,35	0,29	3,32	1,17	0,54	4,64
Расчетный хим. состав массы М-3	42,34	47,27	0,29	0,34	0,29	3,38	1,17	0,52	4,39

Таблица 4 Свойства фарфора из глиноземистых масс, подгруппы 120 по ГОСТ 20419 - 83, результаты испытаний

Показатели	Требования к материалу подгруппы 120 по ГОСТ 20419 - 83	Фактические результаты испытаний фарфора
	М - 0	М - 2	М - 0	М - 2
1. Истинная плотность, г/см³, не менее	2.5	2.7	2.48	2.78
2.Кажущаяся плотность, г/см³, не менее	2.3	2.4	2.39	2.51
3.Прочность на изгиб, МПа, не менее, неглазурован. глазурован.	60 70	110 140	100 110	135 159
4.Средний КТЛР, К^-1*10^-6, при температуре от 20 до 100єС	от 3 до 6	4.0	4.9
5.Электрическая прочность, кВ*мм^-1 при частоте 50 Гц, не менее	25	30	33	35
6.Удельное объемное сопротивление при постоянном токе Ом*см при t=20C (средний результат по 3 образцам)	10¹³	10¹³	1.6*10¹³	5.2*10¹³

Таблица 5 Сравнительная калькуляция себестоимости

№ п/п	Сравнительные статьи	Сумма затрат, тыс.руб.	Эконо- мия(+), перерас- ход(-)
		Без добав. глинозема	С добав. глинозема
		На весь выпуск	На ед. прод-ции	На весь выпуск	На ед. прод-ции
1	2	3	4	5	6	7
1 2 3 4 5 6	Сырье и основные материалы Не меняющиеся расходы Потери от брака Производственная себестоимость Внепроизводственные расходы (1.5%от заводской себестоимости) Внепроизводственные расходы (1.5%от заводской себестоимости)	4668.14 40984.94 8379.7 54032 810.49 54842.49	3.91 29.27 5.98 39.16 0.58 39.75	6851.3 40984.94 4322 52158 1303.9 53461.9	4.9 29.27 3.08 37.25 0.55 37.81	0.99(-) 2.9(+) 1.91(+) 0.03(+) 1.94(+)

Таблица 3 Рецепты керамических масс, используемых в работе

Наименование материалов	Содержание материалов, %, кг
	М-0	М-1	М-2	М-3
	%	кг	%	кг	%	кг	%	Кг
Глинозем, ГЭФ	-	-	15	0,30	25	0,50	27	0,54
Глина Дружковс, ДН-0	23	0,46	24	0,48	24	0,48	24	0,48
Каолин Кыштым, КЭ-3	13	0,26	10	0,2	12	0,24	10	0,2
Каолин Просян, КЭ-2	12	0,24	5	0,10	5	0,10	5	0,10
Полевой шпат Мамско-Чуйск, ПШК-0,20-3	10	0,20	13	0,26	25	0,50	26	0,52
Пегматит Енский, КПШМ-0,20-2	9	0,18	19	0,38	-	-	-	-
Бой фарфоровый	6	0,12	14	0,28	9	0,18	8	0,16
Песок Ташлинск, ВС-050-1	27	0,54	-	-	-	-	-	-
ИТОГО	100	2	100	2	100	2	100	2

Размещено на Allbest.ru