Термическая обработка металлов

Термическая обработка металлов

Термической (или тепловой) обработкой называется совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения твёрдых металлических сплавов с целью получения заданных свойств за счёт изменения внутреннего строения и структуры. Тепловая обработка используется либо в качестве промежуточной операции для улучшения обрабатываемости давлением, резанием, либо как окончательная операция технологического процесса, обеспечивающая заданный уровень свойств изделия.

Общая длительность нагрева металла при тепловой обработке складывается из времени собственного нагрева до заданной температуры и времени выдержки при этой температуре. Время нагрева зависит от типа печи, размеров изделий, их укладки в печи; время выдержки зависит от скорости протекания фазовых превращений.

Нагрев может сопровождаться взаимодействием поверхности металла с газовой средой и приводить к обезуглероживанию поверхностного слоя и образованию окалины. Обезуглероживание приводит к тому, что поверхность изделий становится менее прочной и теряет твёрдость.

При нагреве и охлаждении стали происходят фазовые превращения, которые характеризуются температурными критическими точками. Принято обозначать критические точки стали буквой А. Критические точки А1 лежат на линии PSK (727 °С) диаграммы железо-углерод и соответствуют превращению перлита в аустенит. Критические точки А2 находятся на линии МО (768 °С), характеризующей магнитное превращение феррита. A3 соответствует линиям GS и SE, на которых соответственно завершается превращение феррита и цементита в аустенит при нагреве.

Для обозначения критических точек при нагреве и охлаждении вводят дополнительные индексы: букву «с» в случае нагрева и «r» в случае охлаждения, например Ас1, Ac3, Ar1, Ar3.

Содержание

• 1 Виды термической обработки
• 2 Термообработка сварных соединений
• 3 Примеры
• 4 Библиография
• 5 Источники

Виды термической обработки [ править | править код ]

Среди основных видов термической обработки [1] следует отметить:

• Отжиг
  • Отжиг 1 рода (гомогенизация, рекристаллизация, снятие напряжений). Целью является получение равновесной структуры. Такой отжиг не связан с превращениями в твердом состоянии (если они и происходят, то это — побочное явление).
  • Отжиг 2 рода связан с превращениями в твердом состоянии. К отжигу 2 рода относятся: полный отжиг, неполный отжиг, нормализация, изотермический отжиг, патентирование, сфероидизирующий отжиг.
• Закалку

Нагревают и выдерживают после проводят с повышенной скоростью охлаждения с целью получения неравновесных структур. Критическая скорость охлаждения, необходимая для закалки, зависит от химического состава сплава. Закалка может сопровождаться полиморфным превращением, при этом из исходной высокотемпературной фазы образуется новая неравновесная фаза (например, превращение аустенита в мартенсит при закалке стали). Существует также закалка без полиморфного превращения, в процессе которой фиксируется высокотемпературная метастабильная фаза (например, при закалке бериллиевой бронзы происходит фиксация альфа фазы, пересыщенной бериллием).

• Отпуск необходим для снятия внутренних напряжений, а также для придания материалу требуемого комплекса механических и эксплуатационных свойств. В большинстве случаев материал становится более пластичным при некотором уменьшении прочности.
• Нормализация. Изделие нагревают до аустенитного состояния (на 30…50 градусов выше АС3) и охлаждают на спокойном воздухе.
• Дисперсионное твердение (старение). После проведения закалки (без полиморфного превращения) проводится нагрев на более низкую температуру с целью выделения частиц упрочняющей фазы. Иногда проводится ступенчатое старение при нескольких температурах с целью выделения нескольких видов упрочняющих частиц.
• Криогенная обработка — это упрочняющая термическая обработка металлопродукции при криогенных, сверхнизких температурах (ниже минус 153°С).

Ранее для обозначения этого процесса использовалась иная терминология — «обработка холодом», «термическая обработка стали при температурах ниже нуля», но они не совсем точно отражали суть процесса криогенной обработки.
Суть криогенной обработки заключается в следующем: детали и механизмы помещаются в криогенный процессор, где они медленно охлаждаются и после выдерживаются при температуре минус 196˚С в течение определенного времени. Затем обрабатываемые изделия постепенно возвращаются к комнатной температуре. Во время этого процесса в металле происходят структурные изменения. Они существенно повышают износостойкость, циклическую прочность, коррозионную и эрозионную стойкость.
Эта технология позволяет повысить ресурс инструментов, деталей и механизмов до 300 % за счет улучшения механических характеристик материала в результате обработки сверхнизкими температурами.
Наибольшего эффекта удается достичь при обработке таких металлических изделий, как специальный режущий, штамповый, прессовый, прокатный, мелющий инструмент, подшипники, ответственные пружины.
Основные свойства металла, приобретенные в ходе глубокого охлаждения, сохраняются в течение всего срока их службы, поэтому повторной обработки не требуется.
Криогенная технология не заменяет существующие методы термического упрочнения, а позволяет придать материалу, обработанному холодом, новые свойства, которые обеспечивают максимальное использование ресурса материала, заданного металлургами.
Использование инструмента, обработанного сверхнизкими температурами, позволяет предприятиям значительно сократить расходы за счет:

• увеличения износостойкости инструмента, деталей и механизмов
• снижения количества брака
• сокращения затрат на ремонт и замену технологического оснащения и инструмента.

Теоретическая разработка и практическое освоение процесса криогенной обработки считается достижением советской науки. Работы таких учёных, как Г. В. Курдюмова, исследования А. П. Гуляева, В. Г. Воробьева и других связаны с обработкой холодом для улучшения качественных характеристик закаленной стали.

Спустя несколько лет после публикации исследований советских учёных появились первые аналогичные работы в иностранной печати, авторы которых ссылались на советские работы как первоисточник. Именно работы советских учёных позволили полно оценить эффективность влияния обработки холодом на свойства стали и положили начало современному развитию и использования этого способа обработки. В 1940—1950-е годы на советских промышленных предприятиях пытались внедрить криогенную обработку инструмента из быстрорежущих сталей в жидком азоте, но это не только не давало ожидаемого результата, но и приводило к снижению прочности инструмента, поскольку появлялись микротрещины из-за резкого и неравномерного охлаждения. От метода, позволяющего преобразовать остаточный аустенит в мартенсит, пришлось отказаться, в основном из-за экономической нецелесообразности — высокой стоимости азота, как основного хладагента.

В США, Японии, Германии, Южной Корее тему криогенной обработки как эффективного способа обработки конструкционных и инструментальных сталей развивали, и десятилетия исследований и опытов привели к результату — в настоящее время технология криогенной обработки успешно применяется во многих отраслях промышленности.

Металлообработка и машиностроение:

• увеличение ресурса инструмента и оборудования до 300 %
• увеличение износостойкости материалов
• увеличение циклической прочности
• увеличение коррозионной и эрозионной стойкости
• снятие остаточных напряжений

Транспорт и спецтехника:

• увеличение ресурса тормозных дисков до 250 %
• повышение эффективности работы тормозной системы
• увеличение циклической прочности пружин подвески и других упругих элементов на 125 %
• увеличение ресурса и мощности двигателя
• снижение расходов на эксплуатацию транспортных средств

• увеличение эксплуатации оружия до 200 %
• уменьшение влияния нагрева оружия на результаты стрельбы
• увеличение ресурса узлов и механизмов

Добывающая и обрабатывающая промышленность:

• увеличение стойкости породоразрушающего инструмента до 200 %
• уменьшение абразивного износа машин и механизмов
• увеличение коррозийной и эрозийной стойкости оборудования
• увеличение ресурса промышленного и горнодобывающего оборудования

Аудиотехника и музыкальные инструменты:

• уменьшение искажения сигнала в проводниках
• уменьшение рассеиваемого проводниками тепла на 30-40 %
• улучшение музыкальной детальности, ясности и прозрачности звучания
• расширение диапазона звучания музыкальных инструментов

Применение криогенной обработки актуально практически для любой отрасли, где есть необходимость повышения ресурса, увеличения усталостной прочности и износостойкости, а также требуется рост производительности.

Термообработка сварных соединений [ править | править код ]

В зависимости от поставленной задачи в одних случаях нагреву может подвергаться сам сварной шов плюс околошовная зона (так называемая местная термообработка), в других случаях требуется нагрев всего изделия (так называемая объёмная термообработка). Нагрев может осуществляться за счет разных источников тепла.

При строительстве или ремонте трубопроводов нет возможности провести объемную термообработку всего изделия, поэтому применяется местная термообработка сварных соединений. Различные нормативные документы содержат различные требования к технологическим параметрам нагрева, а именно параметрам температура-время, ширине зоны нагрева, количеству точек контроля температуры, применяемому оборудованию и т.д.. Например, на территории РФ и стран ЕврАзЭС могут использоваться ОСТ 36-50-86, СТО 00220368-019-2017, ГОСТ 34347, ПНАЭ Г-7-008-089 или другие нормативные документы в зависимости от отрасли промышленности.

В теории материаловедения описывается большое количество различных видов термообработки металлов. При строительстве и ремонте трубопроводов на нефтехимических предприятиях самыми частыми видами термообработки являются: предварительный подогрев перед сваркой, сопутствующий подогрев при сварке, отпуск для снятия сварочных напряжений, аустенизация и т.д. Все они характеризуются различными технологическими параметрами, т. е. скорость нагрева, температура выдержки, время выдержки и скорость остывания зависят от марки стали и поставленной задачи.

Широкое применение на строительных площадках нашло оборудование для термообработки сварных швов методом диэлектрического нагрева. В данном случае нагревательные устройства состоят из сердечника, выполненного из сплава с высоким удельным электрическим сопротивлением (нихром, фехраль и т.д.), монтируемого в каркас из диэлектрических изоляторов (обычно они выполняются из алюминийоксидной керамики). Эти нагревательные устройства имеют несколько названий: ГЭН (гибкие электронагреватели), КЭН (комбинированные электронагреватели), нагревательные коврики, термопояса и т.д.

Монтаж системы нагрева осуществляется различными способами в соответствии с требованиями нормативного документа. Оборудование, которое используется для данного процесса, должно обеспечивать точный контроль заданных параметров поскольку для некоторых марок сталей единственным документом, подтверждающим проведение термообработки, является диаграмма, полученная в процессе работы.

Примеры [ править | править код ]

Гомогенизационный отжиг + старение
Например, для суперсплавов на базе никеля (типа «Инконель 718») типичной является следующая термическая обработка:
Гомогенизация структуры и растворение включений (англ. Solution Heat Treatment ) при 768—782 °C с ускоренным охлаждением. Затем производится двухступенчатое старение (англ. Precipitation Heat Treatment ) — 8 часов при температуре 718 °C, медленное охлаждение в течение 2 часов до 621—649 °C и выдержка в течение 8 часов. Затем следует ускоренное охлаждение.
Закалка + высокий отпуск (улучшение)
Многие стали проходят упрочнение путём закалки — ускоренного охлаждения (на воздухе, в масле или в воде). Быстрое охлаждение приводит, как правило, к образованию неравновесной мартенситной структуры. Сталь непосредственно после закалки отличается высокой твёрдостью, остаточными напряжениями, низкой пластичностью и вязкостью. Так, сталь 40ХНМА (SAE 4340) сразу после закалки имеет твёрдость выше 50 HRC, в таком состоянии материал непригоден для дальнейшего использования из-за высокой склонности к хрупкому разрушению. Последующий отпуск — нагрев до 450 °C — 500 °C и выдержка при этой температуре приводят к уменьшению внутренних напряжений за счёт распада мартенсита закалки, уменьшения степени тетрагональности его кристаллической решётки (переход к отпущенному мартенситу). При этом твёрдость стали несколько уменьшается (до 45 — 48 HRC). Подвергаются улучшению стали с содержанием углерода 0,3 — 0,6 % C.

Письмо ПТУ от 28.10.2016 № 03-05-17/14465

В целях обеспечения правильности классификации в Приволжском регионе теплообменных устройств, применяемых в автомобилестроении, разъясняем следующее.

В ТН ВЭД ЕАЭС классификация теплообменных устройств зависит от назначения, конструктивных особенностей и принципа их работы.

К наиболее распространённым теплообменным устройствам, импортируемым предприятиями Приволжского региона, относятся радиаторы для охлаждения двигателей внутреннего сгорания. Такие устройства используются в качестве комплектующих изделий как для транспортных средств товарных позиций 8701 — 8705, так и для рабочих машин товарных позиций 8425 — 8430.

Радиатор охлаждения двигателя внутреннего сгорания предназначен для передачи теплоты охлаждающей жидкости окружающему воздуху.

Циркулирующая в системе охлаждения двигателя охлаждающая жидкость проходит блок цилиндров, где в процессе поглощения тепла от двигателя нагревается. Далее нагретая охлаждающая жидкость подаётся на входной резервуар радиатора и распределяется по трубкам (как правило, латунным). Протекая по трубкам к выходному резервуару, охлаждающая жидкость в процессе теплообмена с окружающим воздухом охлаждается. Охлаждённая жидкость подаётся обратно к двигателю, и цикл повторяется. Циркулируя в радиаторе, охлаждающая жидкость передаёт свое тепло стенкам трубок, которые, в свою очередь, передают тепло на гофрированные ленты, припаянные к трубкам для увеличения площади теплоотдачи с окружающим воздухом.

Исследование конструктивных особенностей декларируемых теплообменных устройств заключается в проверке на наличие следующих функций:

возможность охлаждения и/или нагрева;

наличие процесса обработки материала нагревом и/или охлаждением;

способность поддерживать в процессе работы низкую температуру на активном охлаждающем элементе (около 0 °C или ниже);

возможность изменения влажности воздуха.

К конструктивным особенностям также можно отнести пригодность теплообменного устройства к использованию исключительно или в основном в качестве части какого-либо конкретного устройства.

Описанные выше радиаторы не являются законченными системами охлаждения, а являются частью таких систем (например, системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания легкового или грузового автомобиля и системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания бульдозера или экскаватора), кроме того, данные радиаторы — это теплообменные устройства, и, следовательно, термин «теплообменник» применим к рассматриваемому товару.

Теплообменные устройства (теплообменники) поименованы в тексте субпозиции 8419 50 товарной позиции 8419 ТН ВЭД ЕАЭС.

Вместе с тем, классификация товаров в товарной позиции 8419 ТН ВЭД ЕАЭС «Машины, оборудование промышленное или лабораторное с электрическим или неэлектрическим нагревом (исключая печи, камеры и другое оборудование товарной позиции 8514) для обработки материалов в процессе с изменением температуры, таком как нагрев, варка, жаренье, дистилляция, ректификация, стерилизация, пастеризация, пропаривание, сушка, выпаривание, конденсирование или охлаждение, за исключением машин и оборудования, используемых в бытовых целях; водонагреватели проточные или накопительные (емкостные), неэлектрические» существенно ограничена текстом данной товарной позиции, исходя из которого в неё включаются следующие товары:

2) промышленное и лабораторное оборудование.

Толкование термина «машина» приведено в разделе XVI ТН ВЭД ЕАЭС. Термин «машина» означает любую машину, оборудование, механизм, агрегат, установку, аппарат или устройство, входящее в товарные позиции группы 84, 85.

Область применения товарной позиции 8419 распространяется на промышленные и лабораторные товары, исключением являются товары, используемые в бытовых целях.

Таким образом, наличие сведений об области применения радиаторов, не позволяет обоснованно отнести радиатор двигателя внутреннего сгорания легкового автомобиля к товарной позиции 8419 ТН ВЭД ЕАЭС.

Кроме прочего, необходимо учитывать, что только те товары, которые обрабатывают материалы в процессе с изменением температуры, могут быть включены в товарную позицию 8419, при условии, что изменение температуры достигается следующими способами:

Процесс охлаждения нагретой охлаждающей жидкости в радиаторе двигателя внутреннего сгорания (грузового автомобиля или бульдозера) предназначен для облегчения работы двигателя, и, не связан с обработкой материалов (не происходит трансформации или разделения охлаждающей жидкости).

Таким образом, по мнению СФТД ПТУ, принцип работы радиаторов (грузового автомобиля или бульдозера) находится вне сферы действия товарной позиции 8419 ТН ВЭД ЕАЭС.

При рассмотрении товарной позиции 8708 «части и принадлежности моторных транспортных средств товарных позиций 8701 — 8705», следует отметить, что текст примечания 2д) к разделу XVII ограничивает классификацию «частей и принадлежностей» машин и оборудования товарных позиций 8401 — 8479 или их частей в разделе XVII ТН ВЭД ЕАЭС.

Классификация частей машин 84 группы ТН ВЭД ЕАЭС разъяснена текстом примечания 2 к разделу XVI ТН ВЭД ЕАЭС, согласно которому части, пригодные для использования исключительно или главным образом в конкретных машинах или аппаратах или в группах машин или аппаратов той же товарной позиции, включаются в ту же товарную позицию, что и машины или аппараты.

В связи с этим, радиатор, предназначенный исключительно или в основном для охлаждения двигателей машин и механизмов товарных позиций 8425 — 8430 следует классифицировать в товарной позиции 8431 ТН ВЭД ЕАЭС.

Данная позиция подтверждается Решением Коллегии ЕАЭК N 41 от 05.05.2015, в соответствии с которым алюминиевый радиатор, предназначенный для использования в экскаваторе для охлаждения жидкости, циркулирующей между двигателем и радиатором экскаватора, путем передачи избыточного тепла в воздух, в соответствии с Правилами 1 и 6 ОПИ ТН ВЭД классифицируется в подсубпозиции 8431 49 800 9 ТН ВЭД ЕАЭС.

Текстом пояснений к товарной позиции 8708 определено, что радиатор двигателя внутреннего сгорания моторных транспортных средств товарных позиций 8701 — 8705, следует рассматривать в качестве части данных транспортных средств.

На основании изложенного, радиатор двигателя внутреннего сгорания легкового или грузового автомобиля предназначенный для охлаждения двигателя, классифицируется в соответствии с товарной позиции 8708 ТН ВЭД ЕАЭС.

Шесть важных вопросов о ремонте техники — отвечают эксперты ИСТК

Специалисты сервисной службы ИСТК ответили на вопросы владельцев землеройной техники, заданные на форуме «Экскаватор.Ру».

1. При нагреве медленно работает гидравлика

На колесном экскаваторе Komatsu PW 170-5K медленно работает гидравлика. На холодную все отлично, но при нагреве производительность насоса падает до 22 л/мин без нагрузки. Нагрузив до 300 бар, производительность упала до 7-10 литров.

Сервисная служба ИСТК

Возможно несколько причин медленной работы гидравлической системы. Первая — недостаточное давление PPC. Вторая причина — неисправность самого гидравлического насоса, в том числе регулятора. Поэтому для проведения корректной диагностики необходимо сначала провести замер давления РРС, которое должно соответствовать нормативному значению 25-35 кг/см². Чтобы иметь полное представление о работоспособности гидравлического насоса, следует выполнить его диагностику, например, на гидравлическом стенде PARKER. С его помощью можно проверить не только производительность, но и работу регулятора. Работа гидравлического насоса на данном стенде проверяется при определенно заданных условиях, и кривая производительности должна соответствовать графику:

Такая диагностика позволяет определить необходимость ремонта гидравлического насоса. Гидронасос может развивать давление в 300 бар практически с любой производительностью. В свою очередь производительность гидравлического насоса напрямую влияет на скорость рабочего оборудования.

2. При нагреве экскаватор не преодолевает уклоны

Колесный экскаватор Komatsu PW170ES-6K 2001 г.в. На холодную едет довольно бодро, а когда нагревается, небольшой подъем не может преодолеть, не говоря уже о вязком грунте. По плитам едет, а если залезть в грязь — «мычит» и не движется. В остальном все хорошо.

Сервисная служба ИСТК

Сначала необходимо обратить внимание, какая выбрана скорость движения. Далее убедиться, что частота вращения коленчатого вала двигателя в различных режимах при определенных условиях соответствует нормативным данным. Также стоит обратить внимание на состояние трансмиссионного масла в КПП. И далее провести диагностику гидравлического насоса на стенде PARKER, т.к. при передвижении гидравлическая система выходит на максимальную мощность и производительность.

3. Ошибка Е15

Гусеничный экскаватор Komatsu PC400. Выбивает ошибку Е15, при входе в меню показывает Е46 Code (731/CA731)End.Bkup Speed Sensor Phase Error. Запускается двигатель со второго раза, ошибка после удаления появляется снова. И после того, как выключил и включил массу (зажигание), происходит то же самое.

Сервисная служба ИСТК

В данной ситуации ошибка расшифровывается как фазовая погрешность датчика Bkup частоты вращения двигателя. Самому можно проверить:

1. Датчики Ne и Bkup частоты вращения двигателя на предмет поломки.
2. Колесо датчика вращения на стороне коленвала может быть установлено неправильно или быть сломанным.
3. Кольцо датчика вращения на стороне распредвала может быть установлено неправильно или быть сломанным.
4. Плохое соединение «массы» клемм аккумуляторной батареи, двигателя, контроллера двигателя и стартера.
5. Синхронизация между вращениями коленвала и распредвала может быть нарушена (в том числе из-за установки неоригинальных запасных частей при проведении ремонта ДВС).

4. Не происходит увеличение оборотов двигателя

Купили Komatsu 200-7, все работало. Через месяц начал отключаться дворник, и вместе с ним не происходит увеличение оборотов двигателя при движении джойстика. Монитор 7-сегментный, все проверил по электрике, силовые провода и провода управления целые.

Сервисная служба ИСТК

В данной ситуации ошибка расшифровывается как фазовая погрешность датчика Bkup частоты вращения двигателя. Самому можно проверить:

1. Датчики Ne и Bkup частоты вращения двигателя на предмет поломки.
2. Колесо датчика вращения на стороне коленвала может быть установлено неправильно или быть сломанным.
3. Кольцо датчика вращения на стороне распредвала может быть установлено неправильно или быть сломанным.
4. Плохое соединение «массы» клемм аккумуляторной батареи, двигателя, контроллера двигателя и стартера.
5. Синхронизация между вращениями коленвала и распредвала может быть нарушена (в том числе из-за установки неоригинальных запасных частей при проведении ремонта ДВС).

5. Выдавило уплотнения из-под верхней плиты распределителя

Проблема на Komatsu PC400 появилась после замены масла в гидробаке — выдавило уплотнения из-под верхней плиты распределителя. С чем это может быть связано?

Сервисная служба ИСТК

В данной ситуации выдавленные уплотнения верхней части гидрораспределителя никак не связаны с заменой масла. Необходимо заменить уплотнения и протянуть болты крышки с нужным моментом затяжки. Далее следует проверить давление разгрузки рабочего оборудования и гидромоторов хода. Давление должно находиться в пределах нормативных значений.

6. Течет масло из-под фильтра АКПП

Экскаватор-погрузчик Komatsu WB97S5 2012 г.в. Стало гнать масло из-под фильтра АКПП. Заменил масло и фильтр (фирмы SAKURA), ничего не изменилось. Фильтр затянул как следует. Трубки, которые рядом, целые, течь происходит явно из-под фильтра.

Сервисная служба ИСТК

Если течь масла из-под фильтра и трубок не обнаружена, возможна течь из-под прокладки клапана управления АКПП. Это нужно проверить и при необходимости заменить прокладку АКПП. Клапан находится над фильтром.

Класс теплостойкости изоляции обмоток электродвигателя

ОБЕСПЕЧИВАЕМ ПОЛНЫЙ ЦИКЛ РАБОТ: ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ-МОНТАЖ-ГАРАНТИЙНОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ.

Класс теплостойкости изоляции обмоток электродвигателя

В заводской табличке электронасоса наряду с другими характеристиками производитель указывает класс изоляции. Классом теплостойкости изоляции определяется допустимый нагрев электродвигателя. При покупке насоса потребитель по классу теплостойкости изоляции может прогнозировать срок службы электродвигателя насоса, надёжность работы, допустимые пределы нагрузки.

Процесс работы электродвигатель насоса сопровождается выделением тепла и превышением температуры компонентов двигателя над температурой окружающей среды. Превышение температуры неодинаково для различных двигателей. В процессе работы двигателя диэлектрические свойства изоляции постепенно снижаются в результате комплексного воздействия тепловых, химических, механических и электрических факторов. Срок службы изоляции ограничивается способностью обеспечивать диэлектрические свойства в пределах допустимых границ. Наибольшую значимость представляет тепловое воздействие так, как оно преимущественно и определяет эффективный срок службы обмоток электродвигателя. Повреждение изоляции обмоток ведет к короткому замыканию и охватывает на практике 90% всех аварийных случаев выхода из строя электродвигателя насоса. Быстрое снижение прочности изоляции и короткое замыкание есть результатом длительного температурного режима работы, превышающего эксплуатационные требования производителя.

Независимо от указанного производителем класса нагревостойкости и, соответственно, предельной рабочей температуры обмоток статора срок службы двигателя находится в прямой зависимости от реальной рабочей температуры – чем ниже рабочая температура, тем больше срок службы изоляции и двигателя в целом. Поэтому потребителю можно сделать важный вывод –кроме класса изоляции срок службы электродвигателя зависит от соблюдения требуемых производителем условий охлаждения.

Наиболее распространенные в области производства электронасосов классы изоляции и, соответствующие классам максимальные температуры, указаны в таблице 1.

Таблица 1. Класс изоляции и предельная температура при длительной работе.

На температуру различных частей работающего электродвигателя прямо оказывает влияние температура окружающей среды. Поэтому международные стандарты наряду с допустимой температурой обмоток регламентируют также максимально допустимое превышение температуры над температурой окружающей среды. Температура окружающей среды ограничивает нагрев обмоток на основании применяемого класса нагревостойкости.

Стандарт IEC 335-1/335-2-41 в отношении электрических насосов для бытового потребления работающих с номинальной нагрузкой устанавливает значение температуры окружающей среды 25 о С. При этом допускается кратковременное повышение температуры до 35 о С или при указной температуре нагрузка электронасоса должна быть пропорционально снижена. Указанный стандарт определяет следующие ограничения в превышении температуры обмоток.

Таблица 2. Требования IEC 335-1/335-2-41 к ограничению превышения температуры над температурой окружающей среды в соответствии с классом нагревостойкости.

Стандарт IEC 34-1 ограничивает температуру окружающей среды на уровне 40°C для электродвигателей, работающих с номинальной нагрузкой. Стандарт определяет необходимость снижения нагрузки при превышении допустимой температуры окружающей среды так, чтобы температура отдельных его частей в любом случае не превышала допустимых значений.

Таблица 3. Требования IEC 34-1 к ограничению превышения температуры над температурой окружающей среды в соответствии с классом нагревостойкости.

Значения в скобках относятся к электродвигателям с потребляемой мощностью менее 600Вт.

В заключении отметим то, что класс изоляции конкретного электродвигателя применяется для ограничения максимального превышения температуры обмоток над допустимой температурой окружающей среды. Высокая температура нагревостойкости изоляции свидетельствует о применении качественных изолирующих материалах в конструкции электродвигателя, что позволяет использовать электрический насос в более жестких эксплуатационных условиях. Электронасосы европейских производителей укомплектованы электрическими двигателями с изоляцией класса В или F в зависимости от типоразмера двигателя. В отдельных случаях специальные насосы, например, циркуляционные насосы для систем отопления или погружные насосы для работы в тяжелых условиях охлаждения комплектуются электродвигатели с изоляцией класса Н.