O processo de fabricação de buchas de porcelana para transformadores é um processo sistemático que integra ciência de materiais, moldagem de precisão e testes rigorosos, projetado para garantir uma operação confiável-de longo prazo sob alta tensão, alta temperatura e ambientes complexos.
Preparação de matéria-prima e seleção de materiais As buchas de porcelana são feitas principalmente de materiais cerâmicos de alto-desempenho. Os componentes comuns incluem:
Alumina (Al₂O₃): Oferece excelente resistência mecânica e estabilidade térmica, muito utilizada em buchas de média e baixa tensão.
Óxido de zircônio (ZrO₂): Possui alta tenacidade e resistência ao desgaste, adequado para aplicações que exigem alta resistência ao impacto e desempenho à fadiga.
Óxido de silício (SiO₂): Melhora a estabilidade química e as propriedades de isolamento elétrico.
Para produtos de alta-voltagem, 8 mol% de Y₂O₃ também é usado para estabilizar o pó de ZrO₂ para melhorar a estabilidade térmica e a capacidade anti-envelhecimento.
Processo de moldagem: seleção da tecnologia apropriada com base nas especificações do produto
1. Prensagem Isostática (Processo Principal)
Atualmente, as buchas de porcelana de alta{0}tensão geralmente empregam tecnologia de prensagem isostática a frio. Após carregar o pó cerâmico em um molde elástico, uma pressão uniforme de 100–200 MPa é aplicada em meio líquido, aproximando a densidade da peça bruta do valor teórico, melhorando significativamente a consistência do produto e a resistência mecânica. Este processo é adequado para buchas de precisão que exigem alto desempenho, como buchas de porcelana para transformadores de ultra{5}}alta tensão.
2. Colagem úmida (para grandes buchas de porcelana)
Para grandes buchas de porcelana com níveis de tensão de 110 a 330 kV, é utilizada uma extrusão segmentada do bloco de argila seguida de colagem. As etapas específicas são as seguintes:
Extrusar um blank de argila com teor de umidade de 16,5% a 18,2% usando um misturador de argila a vácuo;
Seque ao ar até um teor de umidade de 15,2% a 17% e depois refine;
Utilizar solução aquosa de carbonato de sódio a 2% como aglutinante e unir os blanks em uma máquina de colagem a uma velocidade de 50–80 r/min, removendo bolhas de ar e excesso de argila;
Finalmente, conclua o refinamento do furo interno.
Este método pode resolver efetivamente o problema da difícil moldagem integral de mangas cerâmicas de grande-tamanho.
3. Prensagem a seco e moldagem por injeção (aplicações específicas)
Prensagem a Seco: Indicada para formatos simples e grandes lotes de peças tubulares industriais, com alta eficiência de produção e baixo índice de sucata.
Moldagem por injeção: usada para tubos cerâmicos de pequena precisão, como mangas de conectores de fibra óptica ou pilares de implantes dentários, alcançando precisão de nível-mícron.
4. 3Impressão D (tecnologia emergente)
A tecnologia de impressão 3D de fotopolimerização está sendo gradualmente aplicada à fabricação de tubos cerâmicos customizados, alcançando uma precisão de ±20μm, adequada para peças estruturais complexas, como bicos resistentes a altas-temperaturas.
