הדרישות וההשפעות של תנאי סביבה מיוחדים על בידוד המנוע

ניתן לסווג את תנאי הסביבה המיוחדים של מנועים לשתי קטגוריות עיקריות בהתבסס על אופי הגורמים הסביבתיים: סביבות אקלים טבעיות וסביבות תעשייתיות. סביבות אקלים טבעיות כוללות בעיקר סביבות טרופיות, ימיות, קרות, תת-קרקעיות ורמות; סביבות תעשייתיות כוללות בעיקר סביבות קורוזיביות, סביבות נפיצות, טמפרטורות גבוהות ונמוכות, לחצים גבוהים ונמוכים, חלקיקים מוצקים ואבק, קרינה עתירת אנרגיה ועומסים מכניים מיוחדים וכו'. השפעת סביבות מיוחדות על בידוד המנוע.

השפעת הטמפרטורה

עקב טמפרטורת הסביבה הגבוהה המשפיעה על פיזור החום של המנוע, הספק המוצא שלו פוחת. ההשפעה החזקה של טמפרטורה גבוהה וקרניים אולטרה סגולות מאיצה את הזדקנות חומרי הבידוד. באזורים יבשים וחמים, הלחות היחסית יורדת לעיתים ל-3%. טמפרטורה גבוהה ויובש גורמים לחומרי בידוד להתייבש, להתקמט, להתעוות ולהיסדק. טמפרטורה גבוהה נוטה לגרום לאובדן של חומר איטום. טמפרטורה נמוכה גורמת לגומי ולפלסטיק להתקשות, להפוך לשבירים ולהיסדק, וגורמת לשמן סיכה ולנוזל קירור לקפוא.

לחות גבוהה והשפעת לחות

לחות יחסית גבוהה עלולה לגרום להיווצרות שכבות מים על פני השטח. כאשר הלחות עולה על 95%, טיפות מים מתעבות לעיתים קרובות בתוך המנוע, מה שהופך את חלקי המתכת לנוטים לחלודה, שומן סיכה נוטה לספיגת לחות ולבלאי, וחלק מחומרי הבידוד נוטים להתנפח עקב ספיגת לחות או להפוך לרכים ודביקים. הביצועים המכניים והחשמליים מתדרדרים, וקיים סיכון גבוה לקריסת הבידוד ולהתלקחות פני השטח.

השפעת עובש

בסביבה עם טמפרטורה ולחות גבוהה, עובש נוטה להתפתח בצורה הטובה ביותר. הפרשות העובש עלולות לגרום לשחיקה של מתכות וחומרי בידוד, ולגרום לבידוד להזדקן במהירות ולהוביל לתאונות קצר חשמלי.

חלקיקי אבק וחול

אבק (כולל אבק תעשייתי) מתייחס לחלקיקים בקטרים ​​הנעים בין 1 ל-150 מיקרומטר; אבק חול מתייחס לחלקיקי קוורץ בקטרים ​​הנעים בין 10 ל-1000 מיקרומטר. כאשר משקעי אבק וחול מצטברים על פני הבידוד, הם יגרמו לירידה בביצועי הבידוד החשמלי עקב ספיגת לחות, ואבק מוליך נוטה יותר לגרום לדליפת בידוד או לתאונות קצר חשמלי. אבק חומצי ואבק קורוזיבי בסיסי כאחד נוטים להתפרקות, ובכך לגרום לקורוזיה של רכיבי מתכת וחלקי בידוד. כאשר אבק וחול נכנסים למנוע, הם עלולים לגרום לכשלים מכניים ולבלאי רכיבים. אם הכמות גדולה, הם יסתימו את צינור האוויר ויפגעו באוורור ופיזור החום. לכן, עבור מנועים המשמשים באזורים מאובקים תעשייתיים ואזורים חיצוניים עם אבק חול, יש לנקוט באמצעים למניעת חול ואבק.

השפעת תרסיס המלח

כאשר גלים סוערים באוקיינוס ​​פוגעים בחוף הסלעי, טיפות המים מתנפצות, הופכות לערפל וחודרות לאוויר. חלקיקי כלוריד נוזליים אלה, המרחפים באוויר, נקראים ערפל מלח. ערפל המלח יוצר אלקטרוליט על משטחים מבודדים ומתכתיים, מה שמאיץ את תהליך הקורוזיה ומשפיע קשות על ביצועי הבידוד. לדוגמה, הוא עלול לגרום לפריקת קורונה ולעלייה בזרם הדליפה.

הסכנות של חרקים ובעלי חיים קטנים

באזורים טרופיים, הנזק הנגרם על ידי חרקים ויצורים קטנים חמור במיוחד. מצד אחד, הם בונים קינים בתוך מכונות חשמליות ומשאירים אחריהם גופות, וגורמים לחסימות מכניות; מצד שני, הם נושכים בידוד או צורכים חומרי בידוד, וכתוצאה מכך נגרמות תקלות קצרות. בפרט, טרמיטים, נמלים אוכלות עץ, חולדות ונחשים הם המזיקים ביותר.

גז קורוזיבי

באתרי ייצור של התעשייה הכימית (כולל מכרות, דשנים, תרופות, גומי וכו'), יש בעיקר כמות גדולה של גזים כגון כלור, מימן כלורי, גופרית דו-חמצנית, תחמוצת חנקן, אמוניה, מימן גופרתי וכו'. למרות שהקורוזיה שלהם קטנה יחסית באוויר יבש (עם דרגת ערבוב יחסית מקסימלית נמוכה מ-70%), הם ייצרו אירוסולים קורוזיביים חומציים או בסיסיים באוויר לח. באופן כללי, כאשר הלחות היחסית של האוויר לא הגיעה לרוויה ויש עיבוי על פני המוצר, הקורוזיה של חלקי מתכת ורכיבים וההידרדרות בביצועי הבידוד יואצו מאוד. לכן, ההשפעה של גזים קורוזיביים על מוצרי מנוע תלויה בלחות האוויר, באופי ובריכוז הגזים הקורוזיבים.

לחץ ברומטרי

באזורים בגובה רב (מעל 1000 מטר), עקב הירידה בצפיפות האוויר ככל שהגובה עולה, הדבר משפיע על עליית טמפרטורת המנוע ועל הירידה בתפוקה. מתח ההתחלה של קורונה במנועים בעלי מתח גבוה גם הוא יקטן בהתאם. אם המנוע פועל עם קורונה במשך זמן רב, הדבר ישפיע על חיי השירות והפעולה הבטוחה של המנוע. בנוסף, לשינויים בגובה יש השפעה משמעותית על קומוטציית הזרם הישר ועל בלאי המברשות. באטמוספרות חסרות לחות וחמצן (במיוחד לחות), קצב היווצרות שכבות תחמוצת הנחושת על פני השטח של הקומוטציה מאט, דבר שאינו יכול להתאזן עם הבלאי, ובכך מוביל להידרדרות הקומוטציה ולעלייה בבלאי המברשות.

אנרגיה גבוהה

קרניים בעלות אנרגיה גבוהה (כגון אלקטרונים, פרוטונים או קרני Y מקרינה גרעינית) יכולות לגרום לאטומים של חומר להזיז את עצמם, וכתוצאה מכך לפגמי סריג וליצירת זוגות אטומים בעלי פער ריק, ובכך לגרום נזק קרינה למבנה החומר. בנוסף, כאשר חומר נחשף לקרינה, אלקטרונים מתנתקים ממסלוליהם ויוצרים זוגות חור-אלקטרון, מה שהופך את החומר לנוטה ליינון. השפעת הקרינה על חומרי בידוד תלויה בסוג ובמינון הקרינה (המבוטאים בקצב מינון או בערך מינון מצטבר), בספקטרום האנרגיה של הקרינה, בתכונות חומר הבידוד המוקרן ובטמפרטורת הסביבה. קרינה גורמת בעיקר נזק לחומרי בידוד. ביניהם, התכונות המכניות של חומרי בידוד אורגניים מושפעות בצורה חמורה יותר. מינון הקרינה המותר לחומרי בידוד הוא 10 רנטגן. עם זאת, לחומרי בידוד אנאורגניים יש עמידות טובה יותר לקרינה, כגון קוורץ ונציץ, שיכולים לסבול מינון קרינה מותר של יותר מ-10 רנטגן.

כוח מכני

עומסי לחץ גבוהים, פגיעות ורעידות עלולים לגרום בקלות נזק מכני לרכיבי המתכת ולמבני הבידוד של המנוע.