ICS 29.080.30 K 92 DB34 安 徽 省 地 方 标 准 DB 34/T 3572—2019 大型超导磁体真空压力浸渍技术规程 Technical specification for vacuum pressure impregnation of large superconducting magnets 文稿版次选择 2019 - 12 - 25 发布 安徽省市场监督管理局 2020 - 01 - 25 实施 发 布 DB34/T 3572—2019 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。 本标准由中国科学院等离子体物理研究所提出。 本标准由安徽省核聚变工程技术及应用标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：中国科学院等离子体物理研究所、安徽省质量和标准化研究院、合肥聚能电物理 高技术开发有限公司。 本标准主要起草人：吴杰峰、刘志宏、罗歆、陶玉明、陈洁鹤、倪益民、彭黎明、陈安飞、文伟、 张怀斌、谭勇。 I DB34/T 3572—2019 大型超导磁体真空压力浸渍技术规程 1 范围 本标准规定了大型超导磁体真空压力浸渍采用的材料、工装、环境条件、工艺流程和质量要求。 本标准适用于大型超导磁体的绝缘处理。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 2900.5-2013 电工术语 绝缘固体、液体和气体 GB/T 15290-2012 电子设备用电源变压器和滤波扼流圈总技术条件 DB34/T 1564-2011 超导电缆固体绝缘层帕邢条件直流高电压试验方法 DB34/T 3571 大型超导磁体绝缘层电测试方法 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 真空压力浸渍 vacuum pressure impregnating VPI 大型超导磁体真空脱气、干燥、除水，压力浸渍绝缘介质和固化的处理工艺。 3.2 凝胶 gel 树脂成形过程中演变成的固体、半固体或粘稠液体材料。 [GB/T 2900.5-2013，定义212-14-14] 3.3 固化 cure 将混合物通过聚合（缩聚和加聚）和/或交联转变成稳定状态的过程。 [GB/T 2900.5-2013，定义212-13-07] 4 4.1 材料-树脂 满足真空压力浸渍的工艺特性要求。 1 DB34/T 3572—2019 4.2 4.3 4.4 5 满足产品的力学性能技术指标、电气强度性能技术指标、工作温度技术指标。 满足浸渍温度下粘度小于 300 cP，在选取的浸渍温度下可操作时间大于 24 h，浸透性好。 采用无溶剂的树脂，热态介质损失较小。 工装 真空压力浸渍系统图见图1，其功能应满足以下要求： a) 提供密闭真空腔体，满足工艺文件的真空度、洁净度要求； b) 满足整体力学强度、工艺文件所需的真空度、正压及温度要求； c) 可连接真空系统及加压系统； d) 可连接加热系统； e) 可连接浸渍设备，提供绝缘材料注胶通道，提供储胶空间； f) 满足该系统在特殊工艺下的装配与拆卸工艺要求，过程中不得损伤产品。 图中： 1——进胶口； 2——真空腔体； 3——磁体； 4——加热系统； 5——出胶口； 6——接真空系统； 7——阀门； 8——接加压系统。 图1 2 真空压力浸渍系统示意图 DB34/T 3572—2019 6 环境条件 温度 15℃～35℃，相对湿度不大于 70％，浸渍场地应干净整洁、严禁烟火，应保持通风。 7 工艺流程 7.1 7.1.1 准备 人员 7.1.1.1 认真阅读图纸和工艺规范，明确待浸件的产品要求，所用的浸渍树脂、稀释剂、固化剂等树 脂的名称、型号、配比以及相应的工艺参数。 7.1.1.2 掌握或熟悉真空压力浸渍设备的各部分系统、原理、主要结构及主要性能，能熟练地独立操 作。操作过程中严格遵守安全操作规程，做好记录，其内容应包括工艺所规定的全部工艺参数的。 7.1.2 文件 根据浸渍树脂型号及应包含的真空工艺特性及工艺参数、根据绝缘结构和工程经验，制定工艺文件 并指导生产。 7.1.3 设备 7.1.3.1 按图纸及装配工艺要求进行设备安装，系统抽气，氦质谱检漏，补漏、系统调试直至真空度 达到工艺要求。 7.1.3.2 连接浸渍系统、真空系统、加压系统及加热系统。 7.2 抽真空、脱气 7.2.1 开启真空抽气系统，升温至 105℃～110℃ 烘烤 10 h（可根据产品情况进行调整），注胶管路 入口处真空度应达到 100 Pa，抽气管路处达到 10 Pa。 5 7.2.2 停止抽真空，向真空容器中注入惰性气体直至压强不小于 10 Pa。 7.2.3 恢复抽真空，抽出惰性气体恢复真空，重复两次。 7.3 树脂处理 不同组分的树脂首先单独热处理脱气，然后进行混合并脱气，混合后转移到树脂储存罐，树脂混胶 过程如下： a) 预先将树脂储存罐罐从室温加热至浸渍温度，按工艺要求称重并记录每种树脂用量，将不同组 分的树脂分别注入不同的储存罐中，开启树脂储存罐的真空抽气系统以及搅拌系统； b) 在浸渍温度下对树脂组分脱气，当储存罐中压强达到工艺文件要求时继续脱气 1 h，通过观察 窗确定储存罐中没有气泡，储存罐内压强保持不变，继续搅拌； c) 准备混胶罐。预先将其从室温加热到浸渍温度，并抽真空至满足工艺文件要求，树脂组分完成； d) 脱气后，停止搅拌并将树脂从当前树脂储存罐转移至混胶罐中，在混胶罐中开始搅拌； e) 通过观察窗确定树脂中无气泡，混胶罐中真空度保持不变。继续混胶脱气 1 h； f) 准备树脂储藏罐。预先将其从室温加热至浸渍温度并抽真空至储藏罐中压强至满足工艺文件要 求； 3 DB34/T 3572—2019 g) 7.4 停止混胶罐内的搅拌并将树脂转移至储藏罐，转移完毕后关闭储藏罐与真空抽气系统的阀门， 储藏罐温度始终保持在浸渍温度。储藏罐中的压强将升至树脂在浸渍温度下的蒸气压。此时停 止树脂制备设备的真空抽气系统。 浸渍 浸渍操作过程如下： a) 确保所有管路都已抽至真空，确保所有出胶口阀门都已打开，开启树脂储藏罐与进胶口之间的 阀门，原则上所有注胶通道应同时开启； b) 在浸渍温度下使树脂在真空容器和绕组中缓慢上升，通过控制树脂储藏罐中压强来控制注胶速 度，必要时开启树脂储藏罐加压系统； c) 监测树脂储藏罐内的液面水平，确保树脂进入产品，通过出胶口监测绕组内的液面高度； d) 观测出胶口，通过调节邻近进胶口处的阀门，确保所有的出胶口观察窗内树脂量基本维持在一 个水平； e) 当树脂达到工艺文件要求的储胶高度时，关闭所有进胶口； f) 关闭真空阀门及真空泵，打开出胶口加压系统，施加压强直到树脂凝胶和固化过程结束。 7.5 凝胶固化 凝胶固化操作过程如下： a) 施加压强后，凝胶以及固化阶段开始，具体温度值按工艺文件执行； b) 保持真空磁体内压强，从浸渍温度加热至凝胶温度，升温速率保持在 5℃～10℃/h 范围内； c) 在凝胶温度下凝胶时间在 24 h～48 h 内； d) 从凝胶温度加热至固化温度，升温速率保持在 5℃～10℃/h 范围内； e) 在固化温度下固化时间在 24 h～48 h 内。 7.6 降温 固化完成后停止加热，磁体自然冷却至室温。 7.7 拆模 7.7.1 7.7.2 8 拆除真空系统、加热系统及其他辅助系统。 拆除工装。 质量要求 8.1 目视检测 绝缘浸渍后产品表面无未浸透区、无孔洞、无裂纹、富胶区等缺陷，色泽均匀。 8.2 外观尺寸 符合 GB/T 15290-2012 中 4.4 规定的要求。 8.3 匝间绝缘测试 按 DB34/T 3571 的规定执行。 8.4 4 对地绝缘测试 DB34/T 3572—2019 按 DB34/T 3571 的规定执行。 8.5 局部放电测试 按 DB34/T 3571 的规定执行。 8.6 帕邢测试 按 DB34/T 1564-2011 的规定执行。 _________________________________ 5