Кованые алюминиевые кольца для электроэнергетических систем заводы

Если честно, когда слышу про кованые алюминиевые кольца, первое что приходит в голову — это десяток заводов, где пытаются экономить на кристаллизации сплава, а потом удивляются трещинам в зоне рекристаллизации. У нас в ООО Шаньдун Жуйе Новая Энергия Оборудование через это прошли, когда запускали линию для энергетических подстанций.

Технологические нюансы ковки алюминиевых колец

Вот смотрите: многие думают, что раз алюминий легкий, то и ковка проще. На деле же пресс-штемпель должен работать с точностью до 3-5°C, иначе текстура металла идет волнами. Мы на https://www.ryflange.ru как-то выкладывали фото микроструктуры — там видно, как при перегреве всего на 20 градусов появляются зоны с пониженной электропроводностью.

Запомнил случай с заказом для подстанции в Уфе — кольца должны были держать токи до 40 кА, но после термообработки одно из десяти дало просадку по электропроводности. Разбирались неделю, оказалось — примеси кремния неравномерно распределились из-за скорости охлаждения. Пришлось переделывать всю партию.

Сейчас гляжу на наши алюминиевые прутки и понимаю: если бы тогда сделали предварительный отжиг заготовок, брака бы не было. Но кто ж знал, что в сплаве 6061 именно при таких нагрузках нужна ступенчатая закалка...

Проблемы контроля качества на производстве

У нас в цехе висит старая диаграмма — еще с тех времен, когда только начинали делать кованые алюминиевые кольца для электроэнергетических систем. Там красным помечены зоны, где чаще всего появляются внутренние напряжения. Инженеры со стажем сразу глядят на цвет побежалости после закалки.

Как-то принимали партию для ветропарка — визуально идеально, но при ультразвуковом контроле в 30% колец нашли микрополости. Пришлось срочно менять режим ковки. Сейчас на сайте ryflange.ru есть раздел с методичками, но тогда мы сами только набивали шишки.

Кстати, про фланцы из алюминиевых сплавов — их часто ставят в паре с кольцами, и если геометрия не совпадает по допускам, возникает вибрация. Мы как-то отгрузили партию в Казахстан, так там монтажники три дня подпиливали стыковочные плоскости. Теперь всегда проверяем сопряжение оснастки.

Особенности монтажа в полевых условиях

Расскажу про монтаж на Северо-Западной подстанции — там при -35°C кольца из сплава 6082 начали ?плыть? при затяжке болтов. Оказалось, температурный коэффициент расширения не учли при проектировании узла крепления. Пришлось экстренно разрабатывать схему подогрева стыков.

Сейчас в новых проектах сразу закладываем запас по диаметру 0.2-0.3 мм для компенсации температурных деформаций. Кстати, это касается и фланцев из углеродистой стали в комбинированных системах — разные материалы ведут себя непредсказуемо при перепадах влажности.

Запомнил, как при испытаниях на Кольской ПЭС одно кольцо лопнуло при циклических нагрузках — вибрация от трансформаторов вызвала усталость металла. Теперь все изделия для энергообъектов тестируем на ресурс 100+ тысяч циклов.

Эволюция стандартов и материалов

Когда мы начинали 15 лет назад, по ГОСТу для электроэнергетики хватало сплава АД31. Сейчас же для современных подстанций нужен как минимум 6060 с электропроводностью не менее 55% IACS. На нашем производстве в Шаньдун Жуйе пришлось полностью менять литьевые установки.

Интересно наблюдать, как меняются требования к шероховатости поверхности — раньше допускали Ra 6.3, теперь для контактных зон требуется Ra 3.2. Это ж какие полировальные головки нужны... Мы в прошлом месяце вообще перешли на алмазные напыления для финишной обработки.

Кстати, про алюминиевые прутки — их теперь часто используют как заготовки для колец большого диаметра. Но здесь своя специфика: при ковке из прутка важно сохранить направление волокон, иначе прочность на изгиб падает на 15-20%.

Перспективы и ограничения технологии

Смотрю на новые стандарты МЭК 62271 — там уже прописывают требования к алюминиевым кольцам для ВН. Нашим заводом в Китае сейчас экспериментируют с нанокомпозитными покрытиями, но пока стабильные результаты только в лабораторных условиях.

Из последнего — пробовали делать кольца с добавкой скандия для арктических энергообъектов. Дорого, конечно, но для критичных узлов оправдано. Хотя серийно пока не выпускаем, только под спецзаказы.

Если говорить о будущем — думаю, скоро придется переходить на цифровые двойники процесса ковки. Мы уже начали оцифровывать параметры деформации для типоразмеров от 200 до 800 мм. Как покажет себя — напишу в блоге на ryflange.ru.

Практические советы по выбору и эксплуатации

За годы работы накопились эмпирические правила: для колец до 300 мм диаметром лучше использовать штамповку, а вот крупногабаритные — только ковку. Иначе неизбежны зоны с неравномерной плотностью металла.

Важный момент — многие забывают про терморасширение при монтаже. Как-то видел, как на подстанции в Сочи кольца ?заклинило? после первого летнего сезона — пришлось резать болгаркой. Теперь всегда в паспорте изделия указываем температурный диапазон монтажа.

Если берете кованые алюминиевые кольца для энергосистем — смотрите не только на сертификаты, но и на историю испытаний конкретной партии. Мы, например, храним образцы из каждой плавки 10 лет. Мало ли какие вопросы возникнут при эксплуатации...