Vadiem un kabeļiem, kas kalpo kā galvenie nesēji enerģijas pārvadei un informācijas apmaiņai, ir veiktspēja, kas tieši atkarīga no izolācijas un apvalka pārklāšanas procesiem. Līdz ar mūsdienu nozares prasību dažādošanos attiecībā uz kabeļu veiktspēju, četri galvenie procesi — ekstrūzija, gareniskā ietīšana, spirālveida ietīšana un iegremdēšanas pārklāšana — demonstrē unikālas priekšrocības dažādos scenārijos. Šajā rakstā ir iedziļināti aplūkota katra procesa materiālu izvēle, procesa plūsma un pielietojuma scenāriji, sniedzot teorētisku pamatu kabeļu projektēšanai un izvēlei.
1 Ekstrūzijas process
1.1 Materiālu sistēmas
Ekstrūzijas procesā galvenokārt tiek izmantoti termoplastiski vai termoreaktīvi polimēru materiāli:
① Polivinilhlorīds (PVC): lēts, viegli apstrādājams, piemērots parastajiem zemsprieguma kabeļiem (piemēram, UL 1061 standarta kabeļiem), bet ar sliktu karstumizturību (ilgstošas lietošanas temperatūra ≤70°C).
②Šķērssaistīts polietilēns (XLPE)Ar peroksīda vai apstarošanas šķērssavienošanu temperatūras ierobežojums palielinās līdz 90 °C (IEC 60502 standarts), ko izmanto vidēja un augstsprieguma spēka kabeļiem.
③ Termoplastiskais poliuretāns (TPU): Nodilumizturība atbilst ISO 4649 standarta A pakāpei, ko izmanto robotu vilkšanas ķēdes trosēm.
4. Fluoroplastmasas (piemēram, FEP): augstas temperatūras izturība (200 °C) un ķīmiskās korozijas izturība, kas atbilst kosmosa kabeļu MIL-W-22759 prasībām.
1.2 Procesa raksturojums
Izmanto skrūvju ekstrūderi, lai panāktu nepārtrauktu pārklājumu:
1. Temperatūras kontrole: XLPE nepieciešama trīspakāpju temperatūras kontrole (padeves zona 120°C → saspiešanas zona 150°C → homogenizācijas zona 180°C).
② Biezuma kontrole: Ekscentricitātei jābūt ≤5% (kā norādīts GB/T 2951.11).
③ Dzesēšanas metode: Gradienta dzesēšana ūdens silē, lai novērstu kristalizācijas sprieguma plaisāšanu.
1.3 Lietojumprogrammas scenāriji
① Jaudas pārraide: 35 kV un zemāka sprieguma XLPE izolēti kabeļi (GB/T 12706).
② Automobiļu elektroinstalācijas: plānsienu PVC izolācija (ISO 6722 standarts, 0,13 mm biezums).
③ Speciālie kabeļi: PTFE izolēti koaksiālie kabeļi (ASTM D3307).
2 Gareniskais ietīšanas process
2.1 Materiālu izvēle
① Metāla sloksnes: 0,15 mmcinkota tērauda lente(GB/T 2952 prasības), ar plastmasu pārklāta alumīnija lente (Al/PET/Al struktūra).
② Ūdensnecaurlaidīgi materiāli: ar karstlīmi pārklāta ūdensnecaurlaidīga lente (uzbriešanas ātrums ≥500%).
③ Metināšanas materiāli: ER5356 alumīnija metināšanas stieple argona loka metināšanai (AWS A5.10 standarts).
2.2 Galvenās tehnoloģijas
Gareniskās ietīšanas process ietver trīs galvenos soļus:
1. Sloksnes formēšana: plakanu slokšņu locīšana U formā → O formā, izmantojot daudzpakāpju velmēšanu.
② Nepārtrauktā metināšana: augstfrekvences indukcijas metināšana (frekvence 400 kHz, ātrums 20 m/min).
③ Tiešsaistes pārbaude: dzirksteļu testeris (testa spriegums 9 kV/mm).
2.3 Tipiski pielietojumi
① Zemūdens kabeļi: divslāņu tērauda lentes gareniskais aptījums (IEC 60840 standarta mehāniskā izturība ≥400 N/mm²).
② Kalnrūpniecības kabeļi: gofrēts alumīnija apvalks (MT 818.14 spiedes izturība ≥20 MPa).
③ Sakaru kabeļi: alumīnija-plastmasas kompozīta gareniskais aptverošais ekrāns (pārraides zudumi ≤0,1 dB/m @1 GHz).
3 Spirālveida ietīšanas process
3.1 Materiālu kombinācijas
① Vizlas lente: muskovīta saturs ≥95% (GB/T 5019.6), ugunsizturības temperatūra 1000°C/90 min.
② Pusvadītāja lente: kvēpu saturs 30%～40% (tilpuma pretestība 10²～10³ Ω·cm).
③ Kompozītmateriālu lentes: poliestera plēve + neausts audums (biezums 0,05 mm ±0,005 mm).
3.2 Procesa parametri
① Aptīšanas leņķis: 25°～55° (mazāks leņķis nodrošina labāku izturību pret lieci).
② Pārklāšanās koeficients: 50%～70% (ugunsdrošiem kabeļiem nepieciešama 100% pārklāšanās).
③ Spriegojuma kontrole: 0,5～2 N/mm² (servomotora slēgtas cilpas vadība).
3.3 Inovatīvi pielietojumi
① Kodolenerģijas kabeļi: trīsslāņu vizlas lentes aptīšana (atbilst IEEE 383 standarta LOCA testam).
② Supravadoši kabeļi: pusvadoša ūdensnecaurlaidīga lentes ietīšana (kritiskās strāvas saglabāšanas ātrums ≥98%).
③ Augstfrekvences kabeļi: PTFE plēves apvalks (dielektriskā konstante 2,1 pie 1 MHz).
4. iegremdēšanas pārklāšanas process
4.1 Pārklājumu sistēmas
1. Asfalta pārklājumi: iespiešanās 60～80 (0,1 mm) pie 25°C (GB/T 4507).
② Poliuretāns: divkomponentu sistēma (NCO∶OH = 1,1∶1), adhēzija ≥3B (ASTM D3359).
③ Nanopārklājumi: SiO₂ modificēti epoksīdsveķi (sāls izsmidzināšanas tests >1000 h).
4.2 Procesu uzlabojumi
① Vakuuma impregnēšana: Spiediens 0,08 MPa tiek uzturēts 30 minūtes (poru aizpildīšanas ātrums >95%).
② UV sacietēšana: viļņa garums 365 nm, intensitāte 800 mJ/cm².
③ Gradienta žāvēšana: 40°C × 2 h → 80°C × 4 h → 120°C × 1 h.
4.3 Īpaši pielietojumi
① Virsvadu vadītāji: ar grafēnu modificēts pretkorozijas pārklājums (sāls nogulšņu blīvums samazināts par 70 %).
② Kuģa kabeļi: Pašdziedējošs poliurīnvielas pārklājums (plaisu dzīšanas laiks <24 h).
③ Ieraktie kabeļi: pusvadītāja pārklājums (zemējuma pretestība ≤5 Ω·km).
5 Secinājums
Attīstoties jauniem materiāliem un viedām iekārtām, pārklājuma procesi attīstās kompozītmateriālu un digitalizācijas virzienā. Piemēram, ekstrūzijas un gareniskās ietīšanas kombinētā tehnoloģija ļauj integrēti ražot trīsslāņu koekstrūzijas + alumīnija apvalku, un 5G sakaru kabeļos tiek izmantota nanopārklājuma + ietīšanas kompozītmateriāla izolācija. Nākotnes procesu inovācijām ir jāatrod optimāls līdzsvars starp izmaksu kontroli un veiktspējas uzlabošanu, veicinot kabeļu nozares augstas kvalitātes attīstību.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 31. decembris