Avaliação do polidimetilsiloxano e graxa à base de silicone para selagem em motores elétricos à prova de explosão

Abstract

Cada vez mais exigências têm sido observadas no que diz respeito aos procedimentos e normas para uso de motores elétricos em atmosferas explosivas. Deste modo, são exigidos diversos ensaios aplicados às atmosferas explosivas, assim, o número de estudos reportando arranjos, flanges e invólucros de artefatos expostos a estas circunstâncias tem aumentado. Por conseguinte, os invólucros internos dos motores elétricos à prova de explosão são projetados com características de resfriamento das passagens de chama, o qual é um procedimento muito conhecido e especificado na norma IEC 60079-1. Porém, o estudo da pressão da explosão não é um assunto totalmente elucidado, em que grandes volumes internos e geometria diversas podem causar o aumento da pressão da explosão, causando o estrangulamento das passagens de chama. Buscando contornar essa situação, neste trabalho foi realizado um estudo para aprimorar os invólucros dos motores elétricos à prova de explosão com o preenchimento do polidimetilsiloxano vulcanizável em temperatura ambiente ou uma graxa à base de silicone para selagem da caixa de ligação. Foi avaliado os comportamentos dos materiais propostos, com o intuito de reduzir a pressão de explosão da substância inflamável. Dentro desse contexto, foram selecionados dois elastômeros diferentes (silicones de cura em temperatura ambiente com catalisadores diferentes) e uma graxa de silicone, de modo a avaliar os seus comportamentos em ensaios aplicáveis aos motores elétricos para uso em atmosferas explosivas. Inicialmente, foram realizados análises comparativas entre os materiais e posteriormente avaliados os desempenhos elétricos e térmicos (resistência de isolamento, índice de polarização, e ensaio de envelhecimento), mediante a ensaios aplicáveis aos motores elétricos à prova de explosão. De acordo com os resultados obtidos, a graxa à base de silicone apresentou melhores resultados elétricos, tornando-a aplicável para executar o preenchimento de regiões de invólucros com a função de selagem da passagem da chama, nos motores elétricos com risco de acúmulo de mistura de gás explosivo.

More requirements have been observed regarding procedures and standards for the use of electric motors in explosive atmospheres. Thus, several tests applied to explosive atmospheres are required, thus, the number of studies reporting arrangements, flanges and casings of artifacts exposed to these circumstances has increased. Therefore, the internal casings of the explosion-proof electric motors are designed with cooling characteristics of the flame passages, which is a well-known procedure and specified in the IEC 60079-1 standard. However, the study of explosion pressure is not a fully elucidated subject, in which large internal volumes and diverse geometry can cause the explosion pressure to increase, causing strangulation of the flame passages. In order to get around this situation, a study was carried out in this work to improve the casings of explosion-proof electric motors with the filling of vulcanizable polydimethylsiloxane at room temperature or a silicone-based grease for sealing the connection box. The behavior of the proposed materials was evaluated in order to reduce the explosion pressure of the flammable substance. Within this context, two different elastomers (curing silicones at room temperature with different catalysts) and a silicone grease were selected in order to evaluate their behavior in tests applicable to electric motors for use in explosive atmospheres. Initially, comparative analyzes were performed between the materials and subsequently evaluated the electrical and thermal performances (insulation resistance, polarization index, and aging test), by means of tests applicable to explosion-proof electric motors. According to the results obtained, the silicone-based grease showed better electrical results, making it applicable to fill regions of envelopes with the function of sealing the flame passage, in electric motors with risk of accumulation of mixture of explosive gas.