مركبات الكابلات الكهربائية: الصياغة وتحميل الحشو والمركب اللولبي المزدوج

عادةً ما يحمل مركب التغليف منخفض الدخان الخالي من الهالوجين ما بين 55 إلى 65 بالمائة بالوزن من ثلاثي هيدروكسيد الألومنيوم أو ثنائي هيدروكسيد المغنيسيوم. عندما لا يتم فك تكتل هذا المعدن بالكامل وترطيبه بواسطة ذوبان البوليمر، يظل الكابل يبدو مثاليًا على البكرة. تظهر المشكلة لاحقًا: فشل اختبار كثافة الدخان، أو التشقق أثناء الانحناء البارد، أو الانخفاض البطيء في مقاومة العزل بعد التقادم المتسارع.

ولهذا السبب، من الأفضل فهم مركبات الكابلات الكهربائية على أنها منتج مشترك للتركيب والمعالجة. الوصفة تحدد الهدف؛ يقرر خط التركيب ما إذا كانت الحبيبة تقوم بتوصيلها بالفعل. تحدد الهندسة اللولبية والتغذية الجانبية للحشو والتحكم في درجة الحرارة ونظام التكوير المطابق جودة التشتيت ومستوى الرطوبة واتساق الدفعة إلى الدفعة.

تشرح هذه المقالة عائلات المركبات الرئيسية، ومتطلبات الأداء التي يجب أن تصل إليها، والنقاط التي يفشل فيها التركيب في أغلب الأحيان، وما الذي يجب التحقق منه عند تحديد خط إنتاج.

ما الذي يعتبر مجمعًا للكابلات الكهربائية؟

يغطي المصطلح كل نظام بوليمر مصمم هندسيًا يستخدم داخل الكابل أو حوله: عزل الموصل، والشاشات شبه الموصلة، ومركبات الفراش والغلاف الخارجي. وتختلف هذه الفصائل في تحميل الحشو أكثر بكثير من البوليمر الأساسي، وهذه الحقيقة الوحيدة هي التي تدفع قرار المعدات.

والنتيجة العملية هي أن سطرًا واحدًا نادرًا ما يناسبهم جميعًا. تتميز الماكينة المصممة لملء ATH بنسبة 60 بالمائة بمتطلبات تغذية وعزم دوران وحماية من التآكل مختلفة جدًا عن تلك التي تعمل بعزل XLPE غير المملوء، وعادةً ما يكلف التبديل بين الاثنين دون تغيير تكوين المسمار تكلفة خردة أكثر مما يوفره في الجدولة.

متطلبات الأداء التي يجب أن يلبيها المركب

تُترجم معايير الكابلات إلى قائمة ثابتة من الأهداف القابلة للقياس. إن المركب الذي يفتقد أيًا منها لن يحصل على موافقة النوع، مهما كان تشغيله على الطارد جيدًا.

• تم التحقق من قوة العزل ومقاومة الحجم قبل وبعد تعتيق الماء.
• تثبيط اللهب، معبرًا عنه بمؤشر الأكسجين المحدود ويتم تأكيده من خلال اختبارات الحريق بشعلة واحدة.
• كثافة الدخان والسمية، هي المتطلبات المحددة لدرجات LSZH وHFFR المستخدمة في الأنفاق والمحطات والمستشفيات ومراكز البيانات.
• تطور غاز حمض الهالوجين، تم قياسه بموجب المواصفة IEC 60754 وEN 50267 للمواصفات الخالية من الهالوجين.
• السلوك الميكانيكي: مقاومة الشد، الاستطالة عند الكسر، التشوه الساخن والانحناء البارد عند درجة حرارة منخفضة.
• مقاومة التقادم: الاحتفاظ بالاستطالة بعد تقادم الفرن، بالإضافة إلى مقاومة الزيت والأوزون والأشعة فوق البنفسجية عند الاقتضاء.

الرسم البياني عبارة عن مقارنة نوعية للصناعة وليس مواصفات رقمية، وهو يفسر لماذا لا تفوز عائلة واحدة في كل مكان. تؤدي درجات HFFR إلى تحسين الأداء ضد الحرائق وتتبع التكلفة والمرونة. يؤدي PVC إلى زيادة التكلفة وسهولة المعالجة ويؤثر على محتوى الدخان والهالوجين. يؤدي XLPE إلى السلوك العازل ولا يوفر تقريبًا أي مثبطات للهب من تلقاء نفسه.

لماذا يقرر تحميل الحشو والتشتت أداء الكابل؟

تعتمد الأنظمة الخالية من الهالوجين على الحشوات المعدنية الماصة للحرارة. يبدأ ثلاثي هيدروكسيد الألومنيوم في إطلاق الماء عند درجة حرارة أعلى من 200 درجة مئوية تقريبًا وثاني هيدروكسيد المغنيسيوم أعلى من 300 درجة مئوية تقريبًا. وهذا يضع نافذة معالجة ضيقة: يجب أن يكون المصهور ساخنًا بدرجة كافية لتبليل مادة الحشو وتشتيتها، ومع ذلك باردًا بدرجة كافية بحيث لا تتحلل مادة الحشو داخل البرميل. يعد الحفاظ على درجة حرارة المنطقة في حدود درجتين مئويتين زائد أو ناقص هدفًا واقعيًا على خط يتم التحكم فيه جيدًا، وهو أحد أوضح الاختلافات بين العملية المستقرة والعملية غير المتسقة.

تتحكم جودة التشتت في ثلاث نتائج في وقت واحد. تتصرف التكتلات كمناطق محلية غنية بالوقود وتقلل من تثبيط اللهب. تصبح الجزيئات غير المبللة نقاط بدء التشقق وتقطع الاستطالة عند الكسر. يظهر أيضًا سوء البلل على شكل عيوب سطحية في الكابل النهائي. من الناحية العملية، هناك رافعتان مهمتان: المعالجة السطحية للحشو باستخدام عامل اقتران سيلاني أو تيتانات لتقليل التوتر السطحي والطلب على عزم الدوران، واستراتيجية التغذية المنقسمة حيث يذوب البوليمر أولاً ويضاف جزء من الحشو في اتجاه مجرى النهر.

اختيار خط التركيب المزدوج اللولب لمركبات الكابلات

تهيمن آلات البثق المزدوجة اللولبية المتداخلة والمشتركة الدوران على إنتاج مركب الكابلات لأنها تجمع بين النقل والصهر والخلط المشتت والخلط التوزيعي والتطاير في جهاز واحد مع ملف تعريف لولبي قابل للتعديل. تحدد ثلاثة أرقام مواصفات ما إذا كانت آلة معينة يمكنها الاحتفاظ بتركيبة مملوءة بكثافة بمعدل الإنتاج: عزم الدوران المحدد بالنيوتن متر لكل سنتيمتر مكعب، وقطر المسمار ونسبة القطر الخارجي إلى الداخلي، والتوازن بين الإنتاجية ووقت الإقامة.

عزم الدوران المحدد هو المؤشر الفردي الأكثر فائدة للمركبات المملوءة. يعني عزم الدوران الأعلى عملاً أكثر فائدة لكل دورة قبل أن يصل العمود اللولبي إلى الحد الأقصى، مما يترك مجالًا لكتل ​​العجن التي تقوم فعليًا بتكسير تكتلات الحشو بدلاً من مجرد نقلها. تم بناء سلسلة KTS عالية الأداء من KUNWEI حول هذا المطلب، حيث حددت الشركة أقصى عزم دوران محدد يبلغ 14 نيوتن متر / سم مكعب لآلات التركيب الخاصة بها ونطاق برميل من 8 مم إلى 177 مم يغطي التجارب المعملية من خلال الإنتاج الصناعي.

سلسلة KTS عالية الأداء المعلمات التقنية عرض المنتج →

تكوين المسمار ليس ميزة ثابتة. بالنسبة لتركيبة ATH بنسبة 60 بالمائة، يتناوب التصميم المعتاد عناصر النقل مع كتل عجن متداخلة ويتضمن منفذًا واحدًا على الأقل للتطاير الفراغي في المنبع ومنفذًا واحدًا في المصب لسحب الرطوبة الصادرة عن الحشو.

يتم فحص آليات الخلط وراء هذه الاختيارات بمزيد من التفصيل في هذه المذكرة الفنية حول سلوك القص والخلط لخط التحبيب ذو السعة الكبيرة والحشو العالي ، والتي ترتبط ارتباطًا مباشرًا بدرجات تغليف الكابلات المملوءة بشدة.

التغذية: حيث تنجح أو تفشل عمليات التحميل العالية للحشو

تبدأ معظم مشكلات التشتت التي تبدو مثل مشكلات التصميم اللولبي في الواقع عند حلق التغذية. تتمتع مغذيات فقدان الوزن بدقة تبلغ حوالي زائد أو ناقص 0.5 بالمائة من المعدل المحدد، لكن الدقة ليست مثل الاتساق. يمكن للمساحيق ذات الكثافة الظاهرية المنخفضة أو التقاط الرطوبة العالية أو التوزيع العريض لحجم الجسيمات أن تقوم بالسد أو التدفق أو النبض، ويتلقى جهاز البثق في اتجاه مجرى النهر ببساطة تركيبة غير مستقرة.

فوق ما يقرب من 40 بالمائة من تحميل الحشو، يعد تقسيم التغذية بين الحلق الرئيسي ووحدة التغذية الجانبية السفلية ممارسة قياسية. يذوب البوليمر أولاً ويتم إدخال مادة الحشو في مادة مصهورة لزجة بالفعل، مما يقلل من ذروة عزم الدوران ويحسن الترطيب. تعمل وحدة التغذية الجانبية التي تستخدم التغذية بالضغط السلبي أيضًا على رفع الكثافة الظاهرية الفعالة للمساحيق الخفيفة مثل ATH، وبالتالي يصل المزيد من الحشو إلى الذوبان لكل دورة لولبية.

المغذية الجانبية يتم استخدام وحدة التغذية الجانبية للتغذية القسرية للمسحوق، أو الألياف القصيرة أو المواد سابقة الخلط، والتي يمكن أن تلبي احتياجات العملية بمرونة أو تزيد من كمية التغذية. في ... عرض المنتج →

بالنسبة لمركبات الكابلات المملوءة بشكل كبير، تشتمل حزمة التغذية عادةً على وحدة تغذية رئيسية لخسارة الوزن للبوليمر والخليط المسبق الإضافي، ووحدة تغذية جانبية للحشو المعدني، ونقطة حقن سائل لعوامل الاقتران أو مساعدات المعالجة حيث تتطلب التركيبة ذلك.

التكوير والتعامل مع المصب

إن اختيار التكوير يتبع الصيغة، وليس العكس. يظل تكوير الخيوط هو الطريق الأكثر اقتصادا لدرجات الحشو المنخفضة إلى المتوسطة ويمنح المشغلين فحصًا بصريًا سهلاً لجودة التشتت. قطع الوجه الساخن بحلقة الماء يناسب PVC والمركبات الأخرى الحساسة لدرجة الحرارة. يناسب التكوير تحت الماء درجات HFFR وLSZH المملوءة بدرجة عالية، لأن وجه القالب يتم قطعه على الفور في الماء، مما ينتج كريات كروية موحدة، ومستويات غبار أقل، وتراكم أقل للوحة القالب على ذوبان لزج منخفض اللزوجة.

التكوير تحت الماء القطع الساخن لسطح القالب تحت الماء يعني أن المادة يتم تقطيعها إلى جزيئات في الماء، وتتبع مباشرة تدفق الماء إلى خط الأنابيب للتبريد والتشكيل. عرض المنتج →

وفي نهاية المطاف، يقوم المنخل الاهتزازي بإزالة الدقائق والكريات كبيرة الحجم، ويحافظ نظام التخزين والنقل على المركب النهائي محكم الغلق ضد التقاط الرطوبة. من السهل التقليل من أهمية هذه النقطة الأخيرة: مركب الكابل الذي يترك الخط حسب المواصفات يمكن أن ينحرف عن نطاق التسامح بعد بضعة أسابيع في حاوية مفتوحة، خاصة عندما يكون جزء الحشو مرتفعًا.

عندما تتم ترقية الخط الحالي بدلاً من إنشائه من الصفر، ينطبق نفس المنطق على التسلسل بأكمله بدءًا من التغذية وحتى الغربلة. المرجع المفيد هو هذا المخطط التفصيلي لـ a خط إنتاج التحبيب عالي السعة ذو السعة الكبيرة ، والذي يوضح كيفية تسلسل أقسام العملية الفردية في الممارسة العملية.

قائمة مرجعية للاختيار العملي

عند مقارنة معدات تركيب مركبات الكابلات، هذه هي النقاط التي تفصل الخط الذي يعمل عن الخط الذي يحتاج إلى اهتمام مستمر.

1. قم بتشغيل التركيبة الفعلية، وليس البولي أوليفين العام، على الخط التجريبي الخاص بالمورد قبل الالتزام؛ تتصرف الأنظمة المملوءة بشكل مختلف تمامًا عن الأنظمة غير المعبأة.
2. تأكد من احتياطي عزم الدوران عند الإنتاجية المستهدفة، وليس عند الحد الأقصى المنشور للماكينة.
3. تحقق مما إذا كان يتم التعامل مع التعبئة التي تزيد عن 40 بالمائة بواسطة وحدة تغذية جانبية ذات قدرة نقل كافية للمساحيق ذات الكثافة المنخفضة.
4. تحقق من تحمل التحكم في درجة الحرارة في جميع مناطق البراميل، نظرًا لأن الحشوات المعدنية تضع حدًا أعلى صارمًا.
5. قم بمطابقة نظام التكوير لإذابة اللزوجة والالتصاق بدلاً من حجم الماكينة وحده.
6. اسأل عن الحماية من التآكل للبراغي والبراميل، وعن فترات وصول قطع الغيار للمكونات عالية التآكل.

الأسئلة المتداولة حول مركبات الكابلات الكهربائية