Миканит коллекторный КФП-1 ГОСТ 2196-75 в Нижнем Тагиле — для электроремонтных предприятий

Миканит коллекторный КФП-1 — жёсткий листовой электроизоляционный материал из щипаной слюды-флогопита, склеенной полиэфирной смолой, в исполнении с пониженной усадкой (суффикс «-1» в обозначении марки по ГОСТ 2196-75). По ГОСТ 25045-81 относится к типу 12. Производится ООО «ИзолитПром» с выдачей паспорта качества и сертификата соответствия. Применяется как изоляционные прокладки между коллекторными пластинами (ламелями) электрических машин постоянного тока в коллекторах, где одновременно критичны минимальная остаточная деформация и минимальное расслаивание прокладки при длительной эксплуатации.

КФП-1 — самая «аккуратная» марка ГОСТ 2196-75 по сочетанию трёх параметров: минимальная доля связующего среди марок с органическим связующим (≤3,5% — как у КФШ-1), минимальное расслаивание в стандарте (≤4% — как у базового КФП), пониженная усадка ≤7% и горячая ≤1% при 80 МПа и 180 °C (условие б). Ни одна другая марка ГОСТ 2196-75 не сочетает одновременно три эти нормы. Жёстче у КФП-1 и допуск по толщине: среднее ±0,03 мм, в отдельных точках ±0,06 мм (у базового КФП для диапазона 0,70–1,50 мм — ±0,04 и ±0,08). Тонкие толщины 0,40–0,60 мм в ряду КФП-1 по ГОСТу не предусмотрены — ряд начинается с 0,70 мм.

Что означает марка КФП-1

Буквенное и числовое обозначение по ГОСТ 2196-75 (раздел 1.1) раскодируется так:

• К — коллекторный (тип миканита по назначению — изоляционные прокладки в коллекторах электрических машин)
• Ф — флогопит (щипаная слюда флогопит по ГОСТ 3028-78)
• П — полиэфирная смола (синтетическое термореактивное связующее; в отличие от шеллака Ш, глифталя Г, глифталя специального С и минерального аммония-фосфата А у других марок стандарта)
• -1 — пониженная усадка миканита (модификация с ужесточёнными требованиями к размерной стабильности; нормируется по условию б) Табл. 3 ГОСТ 2196-75)

Обозначение типа 12 по ГОСТ 25045-81 — КФП-1 идёт в одной группе с базовой маркой КФП (та же полиэфирная основа). Типы 11 (КФШ/КФШ-1/КФГ), 13 (КФА), 14 (КФГС) — для других связующих. Аналогичный суффикс «-1» по ГОСТ 2196-75 есть только у КФШ-1 (шеллак с пониженной усадкой) — других «единичек» в стандарте нет.

Суффикс «-1»: что означает пониженная усадка

В ГОСТ 2196-75 суммарная усадка миканита под давлением нормируется по двум альтернативным условиям (Табл. 3):

• Условие а) — давление 60 МПа (600 кгс/см²), температура от 15–35 до 160 °C. По этому условию нормируются КФШ, КФГ, КФГС, КФА
• Условие б) — давление 80 МПа (800 кгс/см²), температура от 15–35 до 180 °C. По этому условию нормируются КФП, КФП-1 и КФШ-1

Для КФП-1 по условию б) суммарная усадка должна быть не более 7%, горячая (при 180 °C) — не более 1%. Для сравнения, базовая марка КФП по тому же условию б) допускает общую усадку до 10% и горячую до 2%. То есть при одинаковом режиме прессования (80 МПа и 180 °C) КФП-1 сохраняет почти в полтора раза меньшую остаточную деформацию и в два раза меньшую горячую усадку, чем базовый КФП.

Технологически это достигается снижением массовой доли полиэфирной смолы до ≤3,5% (против ≤4,5% у базового КФП) — меньше органики, которая плывёт под прессом при температуре отверждения, меньше и результирующая усадка. Практический смысл: при заданной толщине прокладки 0,70–1,50 мм коллектор после прессования и формирования получает более точные геометрические размеры, уменьшается вероятность неравномерной затяжки пакета ламелей и снижается необходимость в финишной токарной обработке поверхности коллектора.

Сочетание минимальной усадки и минимального расслаивания — уникальная позиция в стандарте

Особенность КФП-1 — не просто пониженная усадка, а её сочетание с минимальным в стандарте расслаиванием. Таблица 3 ГОСТ 2196-75 нормирует расслаиваемость для КФП-1 на уровне не более 4% — это та же жёсткая норма, что и у базового КФП, и самая низкая из всех семи марок стандарта. Для сравнения: КФШ и КФГС — ≤5%, КФГ — ≤5% для толщин 0,40–0,60 мм и ≤10% для 0,70–1,50 мм, КФШ-1 — ≤5%, КФА — ≤10%.

КФШ-1 — другая «-1»-марка, нормированная по тому же условию б) и с той же усадкой ≤7% (горячая ≤1%), — имеет расслаиваемость ≤5%. Это единственная марка ГОСТ 2196-75, у которой одновременно объединены три параметра: низкая доля связующего (≤3,5%), минимальная расслаиваемость (≤4%) и пониженная усадка по условию б). Практически это означает, что КФП-1 ориентирован на прецизионные коллекторы с длительным ресурсом — те, в которых одинаково важны и размерная стабильность прокладки (низкая усадка), и её сопротивление расщеплению под действием центробежных усилий и термомеханических циклов (низкое расслаивание).

Полиэфирное связующее у КФП-1 — особенности

Полиэфирная смола в коллекторном миканите — термореактивный синтетический полимер, который при нагреве под давлением в процессе сборки коллектора доотверждается в монолитную стеклообразную фазу, склеивающую пластинки щипаной флогопитовой слюды. В отличие от шеллака (природная смола, класс B) полиэфир даёт более однородную поляризационную структуру связующего и стабильнее ведёт себя при длительных термомеханических нагрузках, хотя в пределах одного класса нагревостойкости (B, до 130 °C).

Для КФП-1 содержание полиэфирной смолы ограничено сверху значением 3,5% массы — на 1,0 процентный пункт ниже, чем у базового КФП. Именно это снижение обеспечивает и пониженную усадку, и сохранение нормы ≤4% по расслаиваемости — меньше связующего, меньше «плывучести» при прессовании и при этом флогопитовая структура остаётся целой. В отличие от КФШ/КФШ-1 поверхность КФП-1 лакировке в ГОСТе не подвергается — лакирование тонким слоем глифталевого лака допускается только для шеллаковых марок, а для полиэфирных (КФП, КФП-1) и нагревостойкой (обязательно — для КФА) оно либо не предусмотрено, либо обязательно.

Склейка из двух калиброванных листов (для толщин ≥0,8 мм)

ГОСТ 2196-75 (п. 1.2 и примечание к Табл. 1) разрешает для толщин 0,8 мм и более изготавливать миканит из двух предварительно калиброванных листов, склеенных между собой. Для КФП-1 это актуально на большей части ряда (0,80–1,50 мм): при больших толщинах одной прессовкой трудно равномерно пропрессовать весь объём слюды со сниженной долей полиэфирного связующего, поэтому сборка из двух тонких листов — технологически предпочтительный вариант. На электрические и механические характеристики по Табл. 3 (усадка ≤7%, горячая ≤1%, расслаиваемость ≤4%, электрическая прочность ≥19 кВ/мм) это не влияет: готовый лист КФП-1 соответствует нормам как единое целое.

Технические характеристики КФП-1

Тип слюды	Щипаный флогопит по ГОСТ 3028-78 (калиево-магниевая слюда, тёмно-коричневая с оливковым оттенком)
Связующее	Полиэфирная смола, ≤3,5% массы (Табл. 3 ГОСТ 2196-75; у базовой марки КФП — ≤4,5%)
Поверхность	Нелакированная (для полиэфирных марок КФП и КФП-1 лакирование ГОСТом не предусмотрено; допускается только для КФШ/КФШ-1 глифталевым лаком, обязательно — для КФА)
Нормативные толщины	0,70 · 0,80 · 0,85 · 0,90 · 1,00 · 1,05 · 1,10 · 1,15 · 1,20 · 1,30 · 1,40 · 1,50 мм (Табл. 1 ГОСТ 2196-75, тип 12; ряд без шагов 0,40–0,60 и 0,95)
Допуск по толщине	Среднее ±0,03 мм, в отдельных точках ±0,06 мм (жёстче, чем у базового КФП: ±0,04 / ±0,08 для того же диапазона 0,70–1,50 мм)
Размер листа	По ГОСТ 25045-81 (от 450 до 1100 мм по каждой стороне, допуск ±15 мм). Стандартный складской — 600×900 мм
Электрическая прочность (исходное состояние)	≥19 кВ/мм (Табл. 3 ГОСТ 2196-75, при 15–35 °C и влажности 45–75%)
Испытательное напряжение (на 1 мм толщины)	7 кВ/мм
Суммарная усадка (условие б)	При 80 МПа (800 кгс/см²) и температуре от 15–35 до 180 °C — ≤7%, горячая усадка — ≤1%. Табл. 3 ГОСТ 2196-75 (условие а) 60 МПа/160 °C для КФП-1 не нормируется)
Расслаиваемость	≤4% — минимальное значение по всему ГОСТ 2196-75 (наравне с базовой маркой КФП)
Склейка из двух листов	Для толщин 0,8 мм и более допускается изготовление из двух калиброванных листов, склеенных между собой (ГОСТ 2196-75 п. 1.2)
Класс нагревостойкости	B (до 130 °C) — по связующему полиэфирной смолы обычных сортов; в ГОСТ 2196-75 класс по ГОСТ 8865-93 явно не указан. Конечный класс определяется системой изоляции электрической машины
Масса 1 м² (Приложение 1)	0,70 — 1,730; 0,80 — 1,975; 0,85 — 2,095; 0,90 — 2,220; 1,00 — 2,465; 1,05 — 2,590; 1,10 — 2,715; 1,15 — 2,840; 1,20 — 2,960; 1,30 — 3,210; 1,40 — 3,455; 1,50 — 3,700 кг/м²
Выступание связующего с торцов	При испытании на усадку допускается незначительное выступание диаметром ≤1 мм у не более 5 пластинок (п. 4.2 ГОСТ 2196-75; у КФА — не допускается)
Допускаемые отклонения формы листа	В ящике до 10% листов со срезом одного угла длиной ≤50 мм или с одним прямоугольным вырезом ≤60×80 мм (п. 2.1 ГОСТ 2196-75 — норма, не дефект)
Напрессованный подслой (опция)	По согласованию с потребителем допускается напрессовка слюдинитовой или слюдопластовой бумаги с одной или двух сторон листа (п. 2.3 ГОСТ 2196-75)
Гарантийный срок хранения	1 год со дня изготовления при соблюдении условий хранения (раздел 4 ГОСТ 2196-75)

Условное обозначение при заказе

По ГОСТ 2196-75 (раздел 1.2) в обозначение входят: марка, толщина, размер слюды, обозначение стандарта. Примеры:

0,7 мм, слюда размера 6	Миканит КФП-1 0,7—6 ГОСТ 2196-75
1,0 мм, слюда размера 10	Миканит КФП-1 1,0—10 ГОСТ 2196-75
1,5 мм, смешанная слюда размеров 10 и 6	Миканит КФП-1 1,5—10 и 6 ГОСТ 2196-75

Сравнение марок миканита коллекторного по ГОСТ 2196-75

ГОСТ 2196-75 нормирует 7 марок коллекторного миканита. Все на щипаной флогопитовой слюде, отличаются связующим и технологическими характеристиками:

Марка	Связующее	% связ.	Расслаив.	Условие усадки	Толщины	Особое
КФШ	Шеллак	≤4,5%	≤5%	а) 60 МПа / 160 °C	0,40–1,50	Универсальный, допуск глифталевой лакировки
КФГ	Глифталевая смола	≤4,5%	≤5 / ≤10%*	а) 60 МПа / 160 °C	0,40–1,50	Стандартная марка для коллекторов
КФП	Полиэфирная смола	≤4,5%	≤4%	б) 80 МПа / 180 °C	0,40–1,50	Минимальное расслаивание при 4,5% связующего
КФШ-1	Шеллак	≤3,5%	≤5%	б) 80 МПа / 180 °C; усадка ≤7%, горячая ≤1%	0,70–1,50	Пониженная усадка
КФП-1	Полиэфирная смола	≤3,5%	≤4%	б) 80 МПа / 180 °C; усадка ≤7%, горячая ≤1%	0,70–1,50	Пониженная усадка + минимальное расслаивание. Единственная марка с этим сочетанием
КФА	Аммоний-фосфат	≤1,1%	≤10%	а) 60 МПа / 160 °C; горячая ≤1%	0,70–1,20	Нагревостойкий (Прил. 2 ГОСТа); обязат. лакировка
КФГС	Глифталь специальный	≤4,5%	≤5%	а) 60 МПа / 160 °C	0,40–0,60	Только тонкие толщины

* У КФГ расслаиваемость ≤5% для толщин 0,40–0,60 мм и ≤10% для 0,70–1,50 мм.

Чем КФП-1 отличается от базового КФП. Ключевые отличия зафиксированы в Табл. 3 ГОСТ 2196-75:

• Связующее (полиэфир): у КФП ≤4,5%, у КФП-1 ≤3,5% — на 1,0 процентный пункт меньше
• Усадка по одинаковому условию б): у КФП общая ≤10% и горячая ≤2%; у КФП-1 общая ≤7% и горячая ≤1% — почти в полтора и в два раза меньше
• Допуск на толщину: у КФП-1 среднее ±0,03, в точках ±0,06 — жёстче, чем у КФП (±0,04 / ±0,08 для диапазона 0,70–1,50 мм)
• Ряд толщин: у КФП-1 только 0,70–1,50 мм (12 шагов); тонкие 0,40–0,60 мм не производятся

Расслаиваемость (≤4%), класс нагревостойкости (B по полиэфиру), электрическая прочность (≥19 кВ/мм) и верхняя граница ряда (1,50 мм) — одинаковы.

Чем КФП-1 отличается от КФШ-1. Обе марки нормируются по одному условию усадки (условие б) 80 МПа/180 °C, ≤7% общая, ≤1% горячая), обе начинаются с 0,70 мм и доходят до 1,50 мм, у обеих содержание связующего ≤3,5%, у обеих одинаково жёсткий допуск толщины (±0,03 / ±0,06). Разница — в химии связующего и в расслаиваемости: у КФП-1 это полиэфирная смола (синтетическая, термореактивная) с ≤4% расслаиваемостью, у КФШ-1 — шеллак (природная смола) с ≤5% расслаиваемостью. Выбор между марками — по требованиям системы изоляции конкретной машины: в современной ремонтной практике чаще применяется КФП-1 как более стабильный при длительной эксплуатации, КФШ-1 — в «советской» ремонтной документации и при восстановлении машин с фабрично уложенным шеллаковым миканитом.

Применение КФП-1 по отраслям

Прецизионные коллекторы электрических машин постоянного тока с длительным ресурсом. Электродвигатели и генераторы серий 2П, 4П, П2, МПЭ крупных типоразмеров, работающие в составе приводов прокатных станов, экскаваторов, шахтных подъёмных машин, компрессоров, циркуляционных насосов АЭС и ТЭС. Сочетание минимальной усадки ≤7% и минимального расслаивания ≤4% обеспечивает сохранение геометрии межламельной прокладки в течение всего ресурса коллектора — меньше биения, меньше искрения, меньше потребности в переточках коллектора в процессе эксплуатации.

Коллекторы ответственных машин, где критичен ресурс без переборок. Тяговые генераторы тепловозов, главные возбудители турбогенераторов, машины постоянного тока горно-обогатительных комбинатов, крановые двигатели портовых перегрузочных терминалов — применение КФП-1 вместо КФП оправдано там, где запас по размерной стабильности прокладки (усадка 7% vs 10%, горячая 1% vs 2%) прямо переводится в увеличенный межремонтный интервал. В паспортах ответственных машин коллекторная прокладка иногда указывается именно как «КФП-1 по ГОСТ 2196-75» — замена на КФП без согласования технолога меняет расчётный ресурс коллектора.

Ремонт коллекторов высоконагруженных машин. При капитальном ремонте электрических машин, в паспорте которых коллекторная изоляция выполнена по марке на полиэфирном связующем с пониженной усадкой (тип 12 по ГОСТ 25045-81 с суффиксом «-1»), замена производится на КФП-1. Замена на КФП (более мягкая усадка) при крупносерийном ремонте ответственных машин обычно требует согласования с конструктором — это меняет профиль распределения усилий в пакете ламелей и ускоряет появление биения. Обратная замена (КФП на КФП-1) технически возможна почти всегда, но дороже.

Ограничения. Для тонких коллекторов электроинструмента, бытовых машин с универсальными двигателями и малогабаритных машин КФП-1 не применяется — ряд начинается с 0,70 мм. Там используются КФП (0,40–1,50), КФШ (0,40–1,50) или КФГС (0,40–0,60). Для тяжёлых тяговых, крановых и металлургических двигателей с длительным нагревом коллектора выше 130 °C и кратковременными термическими перегрузками до 500 °C КФП-1 тоже не подходит — нужен КФА с нормированным остаточным вспучиванием при 500 °C и минеральным связующим.

Как выбрать толщину КФП-1

Толщина межламельной прокладки в коллекторе определяется конструкцией машины по заводскому паспорту: шаг коллекторных пластин, электрический зазор между ламелями, рабочее напряжение между смежными пластинами, ток якоря. При капитальном ремонте толщину сверяют с фактическим обмером изношенной изоляции (не менее 5 точек по окружности коллектора, усреднение).

По пробивному напряжению (7 кВ на 1 мм толщины, Табл. 3 ГОСТ 2196-75) диапазон КФП-1 0,70–1,50 мм даёт испытательные напряжения от 4,9 кВ (для 0,70 мм) до 10,5 кВ (для 1,50 мм). Конкретный номинал берётся по паспорту машины или по результатам обмера изношенной прокладки.

Типовые диапазоны по назначению:

• 0,70–0,85 мм — коллекторы средних машин общепромышленного исполнения с повышенными требованиями к точности прокладки; минимум нормативного ряда КФП-1 (тонкие 0,40–0,60 мм этой маркой не закрываются — для них используют КФП, КФШ или КФГС)
• 0,90–1,20 мм — наиболее востребованная группа для крупных коллекторов машин постоянного тока при ремонте с требованием минимальной остаточной деформации
• 1,30–1,50 мм — крупногабаритные коллекторы высоковольтных машин постоянного тока; значительный радиальный габарит прокладки, где низкая усадка и минимальное расслаивание снижают вероятность расслоения под действием центробежных усилий

Если паспорт машины не сохранился и замер невозможен — консультация с производителем двигателя или ремонтной организацией. Для уникальной толщины 0,95 мм (нормативная только у КФА) по марке КФП-1 ряд ГОСТа не предусматривает — берётся ближайшая 0,90 или 1,00 мм.

Вопросы и ответы

Что именно означает «-1» в марке КФП-1?

Это суффикс, обозначающий пониженную усадку миканита. По ГОСТ 2196-75 (Табл. 3) КФП-1 нормируется по условию б) — давление прессования 80 МПа (800 кгс/см²) и температура от 15–35 до 180 °C; допустимая суммарная усадка — не более 7%, горячая усадка — не более 1%. Базовая марка КФП нормируется по тому же условию б), но норма на усадку мягче: общая ≤10%, горячая ≤2%. Аналогичный суффикс «-1» по ГОСТ 2196-75 есть только у КФШ-1 (шеллак с пониженной усадкой) — других «единичек» в стандарте нет.

Можно ли вместо КФП поставить КФП-1 при ремонте коллектора?

В большинстве случаев — да, это замена «на лучшее» по размерной стабильности: у КФП-1 меньше усадка (общая ≤7% вместо ≤10% и горячая ≤1% вместо ≤2%), жёстче допуск по толщине (±0,03 / ±0,06 вместо ±0,04 / ±0,08). Но надо проверить два момента: согласны ли требования паспорта машины с содержанием связующего ≤3,5% (а не ≤4,5%, как у КФП) и подходит ли нижняя граница ряда — у КФП-1 это 0,70 мм, тонкие 0,40–0,60 мм не производятся. Если ремонтная документация прямо требует КФП — замена на КФП-1 согласовывается с техническим заказчиком.

В чём разница между КФП-1 и КФШ-1?

Обе марки — «единички» ГОСТ 2196-75 с пониженной усадкой (условие б), ≤7% общая и ≤1% горячая), у обеих содержание связующего ≤3,5%, обе начинаются с 0,70 мм и доходят до 1,50 мм, у обеих одинаково жёсткий допуск по толщине. Разница — в химии связующего и в расслаиваемости. У КФП-1 связующее — полиэфирная смола (синтетическая), расслаиваемость ≤4%. У КФШ-1 связующее — шеллак (природная смола), расслаиваемость ≤5%. Класс нагревостойкости у обеих — B (до 130 °C). На практике КФП-1 чаще применяется в современной ремонтной документации, КФШ-1 — в «советских» спецификациях и при восстановлении машин с оригинальной шеллаковой коллекторной изоляцией.

Почему у КФП-1 нет тонких толщин 0,40–0,60 мм?

Такое решение зафиксировано в ГОСТ 2196-75 — Табл. 1 для типа 12 с пониженной усадкой начинает ряд с 0,70 мм. Тонкие толщины для коллекторов электроинструмента и малогабаритных машин закрываются базовой маркой КФП (0,40–1,50), КФШ (0,40–1,50) и КФГС (0,40–0,60) — для них усадочные требования другие, и переход к режиму 80 МПа/180 °C с ≤7% усадкой и жёстким допуском ±0,03/±0,06 в тонких толщинах производителями не заявлен.