Extruded Cable Insulation: Process, Materials, Quality Control and Equipment

یک هادی عایق بازرسی بصری را پشت سر گذاشت و به تست ولتاژ مقاومت AC رفت. تست شکست خورد. هنگامی که کابل برش داده شد، دیوار عایق از یک طرف 2.6 میلی متر و از طرف دیگر 3.1 میلی متر اندازه گیری شد. بیش از یک کیلومتر دور تولید، چنین غیرمرکزی می تواند بدون هشدار آشکار ظاهر شود و ناپدید شود. مشکل مادی نبود: دسته گلوله با مشخصات مطابقت داشت و تامین کننده ترکیب چیزی را تغییر نداد. خرابی ناشی از تراز ابزار ناپایدار و دمای مذاب ناسازگار در سر اکسترودر بود. این یک تجربه رایج در کارخانه های کابل است، و توضیح می دهد که چرا بحث فنی در مورد عایق کابل اکسترود شده باید همیشه شامل انتخاب مواد و کنترل فرآیند باشد.

به طور خلاصه، عایق کابل اکسترود شده، یک لایه پلیمری پیوسته است که با فشار دادن ترکیب مذاب از طریق قالب متقاطع در اطراف یک هادی اعمال می‌شود. کیفیت آن نه تنها تعیین می کند که آیا کابل تست کارخانه را رد می کند، بلکه تعیین می کند که آیا پس از سال ها گرما، رطوبت و استرس مکانیکی همچنان به کار خود ادامه می دهد. درک فرآیند، محدودیت های مواد و پارامترهای تجهیزات به سازندگان کابل کمک می کند تا میزان خرابی را کاهش دهند و از دوباره کاری گران قیمت جلوگیری کنند.

عایق کابل اکسترود شده چیست و فرآیند چگونه کار می کند

اکستروژن پرکاربردترین روش برای اعمال عایق در کابل های برق، کنترل و ارتباط است. یک نوار نقاله پیچی پلیمر را ذوب می کند، یک سیستم قالب مذاب را به یک لوله تبدیل می کند و آن لوله بلافاصله روی هادی متحرک به سمت پایین کشیده می شود. خلاء و فشار داخل سر به مذاب کمک می کند تا بدون هوای محبوس شده به سطح هادی بچسبد. سپس عایق در یک محفظه آب سرد می شود، جایی که پلیمر از بیرون به داخل جامد می شود.

فرآیند عایق کاری کابل باید طیف وسیعی از مواد را انجام دهد. پلی اتیلن (PE) در کابل های ارتباطی، پلی وینیل کلرید (پی وی سی) در کابل های فشار پایین همه منظوره، پلی اتیلن متقاطع (XLPE) در کابل های برق از ولتاژ متوسط ​​تا بالا، و لاستیک سیلیکونی یا فلوئوروپلیمرها در محصولات ویژه مانند خورشیدی، EV و بالا رایج است. هر ماده دارای دمای مذاب، منحنی ویسکوزیته و مشخصات خنک کننده مورد نیاز خود است.

قبل از اکستروژن، وضعیت سطح هادی نیز مهم است. در تولید مداوم، سیم از یک فرآیند کشش یا رشته وارد می شود. کشش هادی، وجود پسماندهای روغن کششی و اکسیداسیون سطحی می‌توانند بر چسبندگی عایق و یکنواختی قطر تأثیر بگذارند. به همین دلیل است که پارامترهای فرآیند بالادستی به اندازه تنظیمات اکسترودر مرتبط هستند. به عنوان مثال، در یک عملیات کشش سیم، نوسانات کشش می تواند قطر هادی را کمی تغییر دهد، و این تغییر سپس به عنوان یک بی نظمی مربوطه در دیوار عایق ظاهر می شود. رابطه بین کنترل کشش بالادست و کیفیت عایق نهایی با جزئیات بیشتری در مقاله بررسی شده است چگونه ماشین های شکست میله کنترل کشش سیم را مدیریت می کنند .

چگونه کیفیت عایق بر عملکرد کابل تأثیر می گذارد

یک لایه عایق سه عملکرد را انجام می دهد: هادی را به صورت الکتریکی ایزوله می کند، در برابر حملات محیطی محافظت می کند و هادی را به صورت مکانیکی پشتیبانی می کند. عملکردهای مشابه اکثر خرابی های تست کارخانه و خطاهای میدانی را توضیح می دهند.

خرابی الکتریکی معمولاً از جایی شروع می شود که دیواره عایق نازک ترین است. اگر قطر هادی یا عایق در طول کابل متفاوت باشد، قدرت میدان الکتریکی در بخش نازک از قدرت شکست ماده بالاتر می رود. این اثر در ولتاژهای بالاتر قوی‌تر است، به همین دلیل است که کابل‌های فشار متوسط ​​و ولتاژ بالا، تلورانس‌های خارج از مرکز عایق را مشخص می‌کنند. حتی در کابل های ولتاژ پایین، کاهش ضخامت دیواره، محافظت در برابر آسیب مکانیکی و نفوذ رطوبت را ضعیف می کند.

سازگاری ابعادی نیز بر ظرفیت و امپدانس در کابل های داده و فرکانس رادیویی تأثیر می گذارد. برای یک کابل ارتباطی، یک خروج از مرکز شعاعی که به آرامی در طول تغییر می کند، می تواند باعث نوسانات امپدانس و بازتاب سیگنال شود. این امر باعث می شود که دقت قطر و تمرکز لایه عایق نه تنها برای قدرت الکتریکی بلکه برای یکپارچگی سیگنال بسیار مهم باشد.

متغیرهای فرآیندی که کیفیت عایق اکسترود شده را تعیین می کنند

هنگامی که ماده انتخاب شد، فرآیند تصمیم می گیرد که آیا عایق مطابق خواسته عمل می کند یا خیر. چندین متغیر در عمل با هم تعامل دارند.

آماده سازی مواد. ترکیبات هیگروسکوپیک مانند ترکیبات پلی اولفین خاص باید قبل از استفاده خشک شوند. رطوبت باقیمانده حباب هایی را در مذاب تولید می کند که بعداً به حفره هایی تبدیل می شوند که به عنوان نقاط شروع تخلیه جزئی عمل می کنند. برای کابل های XLPE، حفره ها یکی از بحرانی ترین خطرات کیفیت هستند.

مشخصات دما و طراحی پیچ. پلیمر باید با دمای مذاب یکنواخت به قالب برسد. یک نقطه سرد در بشکه می تواند ذرات ذوب نشده ایجاد کند. یک نقطه بیش از حد گرم شده باعث تخریب مواد و تولید ژل می شود. هندسه پیچ، مناطق دمای بشکه و سرعت خط باید با ترکیب خاص مطابقت داشته باشد. یک اکسترودر همه منظوره ممکن است PE، PVC و TPE را به طور رضایت‌بخشی اجرا کند، اما خط تولیدی که برای یک خانواده مواد طراحی شده است، تحمل‌های سخت‌تر و خروجی بالاتر را حفظ می‌کند.

طراحی ابزار و سر. هندسه قالب متقاطع ضخامت دیواره اولیه را تعیین می کند. اگر خط مرکزی قالب نسبت به هادی منحرف شود، عایق خارج از مرکز می شود. این یک خطای استاتیکی است که می توان آن را با پیچ های مرکزی اصلاح کرد، اما اگر ابزار به درستی قفل نشده باشد، خطا برمی گردد. با گذشت زمان، سایش قالب، شکاف خروجی را تغییر می‌دهد و منجر به رانش تدریجی ضخامت دیواره می‌شود.

خنک کننده. مشخصات خنک کننده بر ساختار کریستالی پلیمر و در نتیجه خواص مکانیکی و الکتریکی آن تأثیر می گذارد. خنک‌سازی سریع می‌تواند استرس داخلی ایجاد کند، در حالی که خنک‌سازی آهسته در کابل‌های دیواره نازک بر بیضی‌شدن ابعادی تأثیر می‌گذارد.

اتصال عرضی. برای کابل های XLPE، عملیات اتصال متقابل مرحله فرآیندی است که بیشترین تأثیر را بر درجه حرارت و قابلیت اطمینان طولانی مدت دارد. اتصال عرضی شیمیایی به کنترل دقیق دما در طول لوله پخت نیاز دارد. اتصال عرضی فیزیکی با پرتوهای الکترونی نیاز به دوز و نفوذ کنترل شده دارد.

مانیتورینگ آنلاین تغییرات فرآیند را قبل از تبدیل شدن به عیوب پنهان شناسایی می کند. برای بازخورد قطر در خروجی قالب، a قطر گیج لیزری LGD25 اندازه عایق اکسترود شده را در زمان واقعی به اپراتور می دهد. اندازه گیری قطر، همراه با یک تستر جرقه در پایین دست، یک حلقه نظارت بر کیفیت آنلاین اساسی اما موثر ایجاد می کند.

کارخانه سفارشی قطر سنج LGD-25، تولیدکنندگان - Jiangsu Jiacheng Technolog Jiangsu Jiacheng Technology Co., Ltd. تولید کنندگان و کارخانه LGD-25 قطر سنج چین است، ما قطر سنج LGD-25 سفارشی را ارائه می دهیم. مشاهده محصول →

بررسی کیفیت عایق از طریق آزمایش

آزمایش کارخانه تأیید می کند که آیا لایه عایق نیازهای الکتریکی و مکانیکی آن را برآورده می کند یا خیر. مجموعه درست تست ها به نوع کابل و استاندارد قابل اجرا بستگی دارد. بررسی های زیر در اکثر دسته های کابل رایج است:

• اندازه گیری مقاومت عایق این تست مقاومت DC بین هادی و صفحه ارت یا آب را اندازه گیری می کند. مقادیر پایین نشان دهنده رطوبت، آلودگی یا عایق ضعیف است.
• تست ولتاژ مقاومت AC کابل برای مدت زمان مشخصی تحت ولتاژ AC بالا قرار می گیرد. خرابی در طول آزمایش معمولاً نشان دهنده یک نقص جدی در دیوار عایق است.
• تست گسترش حرارتی نمونه ای از عایق های متقاطع تحت یک بار مشخص گرم می شود. ازدیاد طول و مجموعه دائمی باید زیر حد باقی بماند. این آزمایش تایید می کند که عملیات اتصال عرضی موثر بوده است.
• تست های پیری نمونه ها در یک کوره با گردش هوا برای یک دوره مشخص در معرض دمای بالا قرار می گیرند و تغییر در خواص مکانیکی اندازه گیری می شود.

یک متر مقاومت عایق یک ابزار اساسی در هر کارخانه کابل است. بررسی می کند که لایه عایق نشت DC را همانطور که توسط استاندارد کابل لازم است مسدود می کند. همراه با تستر مقاومت و تجهیزات گسترش حرارتی، این ابزارها دروازه حداقل کیفیت بین خط اکستروژن و محموله را تشکیل می دهند.

کارخانه سفارشی مقاومت عایق ZC-90، تولیدکنندگان - جیانگسو جیاچی شرکت فناوری جیانگ سو جیاچنگ، تولید کننده و کارخانه چینی ZC-90 Insulation Resistance Meter است، ما عایق ZC-90 سفارشی را ارائه می دهیم. مشاهده محصول →

در یک خط اکستروژن به دنبال چه چیزی باشیم

انتخاب تجهیزات اکستروژن مناسب به تطبیق خط با ترکیب محصول بستگی دارد. عوامل زیر معمولاً تعیین می‌کنند که آیا یک خط تحمل‌های لازم را در طول سال‌ها کارکرد داشته باشد یا خیر:

• محدوده مواد. کارخانه ای که فقط PVC و PE را اجرا می کند می تواند از یک اکسترودر همه منظوره ساده استفاده کند. کارخانه ای که به بازار کابل برق خدمت می کند به خطی با کنترل دما و قابلیت اتصال عرضی بهتر نیاز دارد. یک کابل ساز تخصصی ممکن است به خطوط اکستروژن لاستیک سیلیکونی یا فلوروپلیمر با طرح های مختلف پیچ نیاز داشته باشد.
• ثبات فرآیند پیچ اکسترودر، گیربکس، محرک موتور و سیستم کنترل باید نقطه تنظیم را در تلورانس های محکم نگه دارند. نوسانات دما حتی 5 درجه سانتیگراد می تواند متورم قالب و قطر نهایی را تغییر دهد.
• اندازه گیری به عنوان بخشی از دستگاه ابزارهای تست قطر، خروج از مرکز و جرقه باید در کنترل های خط ادغام شوند، نه اینکه به عنوان دستگاه های اضافی در نظر گرفته شوند.
• پس از فروش و ادغام خط. یک extrusion line does not operate in isolation. The pay-off, preheater, cooling trough, capstan and take-up must be synchronized. When evaluating a supplier, the total line configuration and the support provided during installation matter as much as the extruder specifications.

برای تولیدکنندگانی که چرخه‌های طولانی تولید محصولات استاندارد را اجرا می‌کنند، یک محصول هدفمند ساخته شده است خط تولید عایق سیم با سرعت بالا مزیتی نسبت به مونتاژ اجزای جداگانه دارد: درایو، مناطق دما، خنک‌کننده و برداشت به عنوان یک سیستم مهندسی شده‌اند. ترکیبات سیلیکون، فلوروپلیمر، فوم دار و پیوندهای متقاطع به خطوط متفاوتی نیاز دارند و منطق یکسانی برای هر یک از آنها صدق می کند.

کارخانه خط تولید عایق سیم با سرعت بالا سفارشی، تولید کنندگان - جیانگ شرکت فناوری جیانگ سو جیاچنگ، تولید کننده و کارخانه خط تولید عایق سیم با سرعت بالا در چین است، ما سفارشی بالا... مشاهده محصول →

این ملاحظات نظری نیستند. کارخانه های کابل به طور معمول تجهیزات اکستروژن خود را جایگزین یا ارتقا می دهند زیرا لایه عایق جایی است که محصول ارزش الکتریکی خود را به دست می آورد. فرآیندهای بالادستی، کشیدن، بازپخت و رشته کردن، هادی را می سازند، اما فرآیند اکستروژن مرز عایق را تعیین می کند که ولتاژ نامی کابل و طول عمر آن را تعیین می کند.