Juhtmed ja kaablid, mis toimivad energiaülekande ja infoside südamikukandjatena, omavad jõudlust, mis sõltub otseselt isolatsiooni ja kattekihi katmise protsessidest. Kaasaegse tööstusharu kaablite jõudlusnõuete mitmekesistumisega näitavad neli peamist protsessi – ekstrusioon, pikisuunaline mähkimine, spiraalne mähkimine ja kastmiskatmine – ainulaadseid eeliseid erinevates stsenaariumides. See artikkel käsitleb iga protsessi materjalivalikut, protsessivoogu ja rakendusstsenaariume, pakkudes teoreetilise aluse kaablite projekteerimiseks ja valikuks.
1 Ekstrusiooniprotsess
1.1 Materjalisüsteemid
Ekstrusiooniprotsessis kasutatakse peamiselt termoplastseid või termoreaktiivseid polümeermaterjale:
① Polüvinüülkloriid (PVC): odav, lihtne töödelda, sobib tavapärastele madalpingekaablitele (nt UL 1061 standardile vastavad kaablid), kuid halva kuumakindlusega (pikaajaline kasutustemperatuur ≤70 °C).
②Ristseotud polüetüleen (XLPE)Peroksiidi või kiiritusristseotuse abil tõuseb temperatuuripiirang 90 °C-ni (standard IEC 60502) ning seda kasutatakse keskmise ja kõrgepinge toitekaablite puhul.
③ Termoplastne polüuretaan (TPU): Kulumiskindlus vastab ISO 4649 standardile Grade A, mida kasutatakse robotite lohistusahela kaablite jaoks.
4 Fluoroplastid (nt FEP): kõrge temperatuuritaluvus (200 °C) ja keemilise korrosioonikindlus, mis vastab lennunduskaablite MIL-W-22759 nõuetele.
1.2 Protsessi omadused
Kasutab pideva katte saamiseks kruviekstruuderit:
① Temperatuuri reguleerimine: XLPE vajab kolmeastmelist temperatuuri reguleerimist (etteandetsoon 120 °C → kokkusurumistsoon 150 °C → homogeniseerimistsoon 180 °C).
② Paksuse kontroll: ekstsentrilisus peab olema ≤5% (vastavalt standardile GB/T 2951.11).
③ Jahutusmeetod: Gradientjahutamine veerennis, et vältida kristallisatsioonilist pingepragunemist.
1.3 Rakendusstsenaariumid
① Jõuülekanne: 35 kV ja alla selle XLPE-isolatsiooniga kaablid (GB/T 12706).
② Autotööstuse juhtmestikud: õhukeseinaline PVC-isolatsioon (ISO 6722 standard paksusega 0,13 mm).
③ Erikaablid: PTFE-isolatsiooniga koaksiaalkaablid (ASTM D3307).
2 Pikisuunaline mähkimisprotsess
2.1 Materjali valik
① Metallribad: 0,15 mmtsingitud terasest lint(GB/T 2952 nõuded), plastkattega alumiiniumteip (Al/PET/Al struktuur).
② Veetõkkematerjalid: Kuumliimiga kaetud veetõkketeip (paisumiskiirus ≥500%).
③ Keevitusmaterjalid: ER5356 alumiiniumist keevitustraat argoonkaarkeevituseks (standard AWS A5.10).
2.2 Peamised tehnoloogiad
Pikisuunaline mähkimisprotsess hõlmab kolme põhietappi:
① Ribade vormimine: lamedate ribade painutamine U-kujuliseks → O-kujuliseks mitmeastmelise valtsimise teel.
② Pidevkeevitus: kõrgsageduslik induktsioonkeevitus (sagedus 400 kHz, kiirus 20 m/min).
③ Veebipõhine kontroll: sädemekatse (katsepinge 9 kV/mm).
2.3 Tüüpilised rakendused
① Veealused kaablid: kahekihiline terasriba pikisuunaline mähis (IEC 60840 standardne mehaaniline tugevus ≥400 N/mm²).
② Kaevanduskaablid: gofreeritud alumiiniumkest (MT 818.14 survetugevus ≥20 MPa).
③ Sidekaablid: alumiinium-plastkomposiitmaterjalist pikisuunaline mähisvarjestus (ülekandekaod ≤0,1 dB/m sagedusel 1 GHz).
3 Spiraalne mähkimisprotsess
3.1 Materjalide kombinatsioonid
① Vilgukiust teip: muskoviidi sisaldus ≥95% (GB/T 5019.6), tulepüsivustemperatuur 1000 °C/90 min.
② Pooljuhtiv teip: süsinikmusta sisaldus 30%～40% (ruumala takistus 10²～10³ Ω·cm).
③ Komposiitteibid: polüesterkile + lausriie (paksus 0,05 mm ±0,005 mm).
3.2 Protsessi parameetrid
① Pakkimisnurk: 25°～55° (väiksem nurk tagab parema painutuskindluse).
② Kattuvuse suhe: 50%～70% (tulekindlad kaablid vajavad 100% kattuvust).
③ Pingekontroll: 0,5～2 N/mm² (servomootori suletud ahela juhtimine).
3.3 Innovatiivsed rakendused
① Tuumakaablid: kolmekihiline vilgukiust teipkate (vastab IEEE 383 standardile LOCA testile).
② Ülijuhtivad kaablid: pooljuhtiv vetthülgav teipkate (kriitilise voolu retentsioonikiirus ≥98%).
③ Kõrgsageduskaablid: PTFE-kileümbris (dielektriline konstant 2,1 @1 MHz).
4. Kastmiskatmisprotsess
4.1 Kattekihi süsteemid
① Asfaltkatted: läbitungimisvõime 60～80 (0,1 mm) temperatuuril 25 °C (GB/T 4507).
② Polüuretaan: Kahekomponentne süsteem (NCO∶OH = 1,1∶1), adhesioon ≥3B (ASTM D3359).
③ Nanokatted: SiO₂-ga modifitseeritud epoksüvaik (soolapihustustest >1000 h).
4.2 Protsesside täiustamine
① Vaakumimmutus: Rõhku 0,08 MPa hoiti 30 minutit (pooride täituvus >95%).
② UV-kõvenemine: lainepikkus 365 nm, intensiivsus 800 mJ/cm².
③ Gradientkuivatamine: 40 °C × 2 h → 80 °C × 4 h → 120 °C × 1 h.
4.3 Erirakendused
① Õhuliinijuhid: grafeeniga modifitseeritud korrosioonivastane kate (soola ladestumise tihedus vähenenud 70%).
② Laevakaablid: Iseparanev polüuurea kate (pragude paranemisaeg <24 h).
③ Maetud kaablid: pooljuhtkate (maandustakistus ≤5 Ω·km).
5 Kokkuvõte
Uute materjalide ja intelligentsete seadmete arendamisega arenevad katmisprotsessid kompositsioonimise ja digitaliseerimise suunas. Näiteks ekstrusiooni ja pikisuunalise mähkimise kombineeritud tehnoloogia võimaldab kolmekihilise koekstrusiooni ja alumiiniumkesta integreeritud tootmist ning 5G-sidekaablid kasutavad nanokatet ja mähkivat komposiitisolatsiooni. Tulevased protsessiinnovatsioonid peavad leidma optimaalse tasakaalu kulude kontrolli ja jõudluse parandamise vahel, soodustades kaablitööstuse kõrgekvaliteedilist arengut.
Postituse aeg: 31. detsember 2025