FINHalogeeniton vähäsavuinen vaippaseos sisältää tavallisesti 55-65 painoprosenttia alumiinitrihydroksidia tai magnesiumdihydroksidia. Kun tämä mineraali ei ole täysin purettu ja kastunut polymeerisulan vaikutuksesta, kaapeli näyttää silti täydelliseltä kelalla. Ongelma ilmenee myöhemmin: epäonnistunut savutiheystesti, halkeilu kylmän mutkan aikana tai eristysvastuksen hidas pudotus nopeutetun vanhenemisen jälkeen.
Siksi sähkökaapeliyhdisteet ymmärretään parhaiten formuloinnin ja prosessin yhteistuotteeksi. Resepti asettaa tavoitteen; seostuslinja päättää, toimittaako pelletti sen todella. Ruuvin geometria, täyteaineiden sivusyöttö, lämpötilan säätö ja yhteensopiva pelletointijärjestelmä yhdessä määrittävät dispersion laadun, kosteustason ja eräkohtaisen konsistenssin.
Tässä artikkelissa eritellään tärkeimmät yhdistelmäperheet, suorituskykyvaatimukset, jotka niiden on saavutettava, kohdat, joissa yhdistäminen epäonnistuu useimmiten, ja mitä on tarkistettava, kun määrität tuotantolinjaa.
Mikä lasketaan sähkökaapeliyhdisteeksi
Termi kattaa kaikki suunnitellut polymeerijärjestelmät, joita käytetään kaapelin sisällä tai sen ympärillä: johtimen eristys, puolijohtavat suojukset, alusmateriaalit ja ulkovaippa. Nämä perheet eroavat paljon enemmän täyteainekuormituksesta kuin peruspolymeeristä, ja tämä yksittäinen seikka ohjaa laitepäätöstä.
| Yhdistelmäperhe | Tyypillinen peruspolymeeri | Ensisijainen toiminto | Täyte- tai lisäainetaso |
|---|---|---|---|
| PVC eristys ja vaippa | PVC pehmittimellä | Yleisjohdotus, joustavat johdot | 20-50 phr kalsiumkarbonaatti plus pehmitin |
| XLPE tehoeristys | LDPE tai silaanioksastettu PE | Keski- ja korkeajänniteeristys | Alle 2 prosenttia (antioksidantti, silloitusaine) |
| HFFR / LSZH vaippa | EVA, LLDPE, EPDM sekoituksia | Paloa hidastava, vähän savua aiheuttava vaippa | 55-65 prosenttia ATH tai MDH |
| Puolijohtava suojaus | EVA tai EBA-kopolymeeri | Johtava suojus johtimen ja eristeen ympärillä | 30-40 prosenttia johtavaa hiilimustaa |
| Erikoistakit | TPU, PA12, PBT | Kulutus-, öljy- ja leikkauskestävyys | 5-25 prosenttia lisäaineita |
Käytännön seuraus on, että yksi rivi harvoin sopii kaikille. 60-prosenttiselle ATH-täytölle rakennetussa koneessa on hyvin erilaiset syöttö-, vääntömomentti- ja kulumissuojausvaatimukset kuin käynnissä olevalla täyttämättömällä XLPE-eristyksellä, ja vaihtaminen näiden kahden välillä ilman ruuvikonfiguraatiomuutosta maksaa yleensä enemmän romua kuin säästää aikataulussa.
Suorituskykyvaatimukset, jotka yhdisteen on täytettävä
Kaapelistandardit muodostavat kiinteän luettelon mitattavissa olevista kohteista. Seos, josta puuttuu jokin niistä, ei läpäise tyyppihyväksyntää, vaikka se toimiikin suulakepuristimessa.
- Dielektrinen lujuus ja tilavuusvastus, tarkastettu ennen ja jälkeen vesivanhenemisen.
- Palonsuojaus ilmaistuna rajoittavana happiindeksinä ja vahvistettu yhden polttimen palotesteillä.
- Savun tiheys ja myrkyllisyys, tunneleissa, asemilla, sairaaloissa ja palvelinkeskuksissa käytettävien LSZH- ja HFFR-laatujen määrittelevä vaatimus.
- Halogeenihappokaasun kehittyminen mitattuna standardien IEC 60754 ja EN 50267 mukaisesti halogeenittomien määritysten mukaisesti.
- Mekaaninen käyttäytyminen: vetolujuus, murtovenymä, kuumamuodonmuutos ja kylmätaivutus alhaisessa lämpötilassa.
- Vanhenemiskestävyys: venymän säilyttäminen uunivanhentamisen jälkeen sekä öljyn, otsonin ja UV-kestävyys tarvittaessa.
Kaavio on laadullinen toimialavertailu pikemminkin kuin numeerinen määritys, ja se selittää, miksi mikään yksittäinen perhe ei voita kaikkialla. HFFR-laadut johtavat palotehokkuuteen ja kustannuksiin ja joustavuuteen. PVC johtaa kustannuksiin ja käsittelyn helppouteen sekä savu- ja halogeenipitoisuuksiin. XLPE johtaa dielektriseen käyttäytymiseen, eikä se itsessään tarjoa juuri mitään palonestokykyä.
Miksi täyteaineen lataus ja dispersio määräävät kaapelin suorituskyvyn
Halogeenittomat järjestelmät perustuvat endotermisiin mineraalitäyteaineisiin. Alumiinitrihydroksidi alkaa vapauttaa vettä noin 200 celsiusasteen yläpuolella ja magnesiumdihydroksidi noin 300 celsiusasteen yläpuolella. Tämä asettaa kapean prosessointiikkunan: sulatteen on oltava tarpeeksi kuuma kastelemaan ja hajottamaan täyteaine, mutta silti riittävän viileä, jotta täyteaine ei hajoa tynnyrin sisällä. Vyöhykkeen lämpötilan pitäminen plus-miinus 2 celsiusasteessa on realistinen tavoite hyvin hallitulla linjalla, ja se on yksi selkeimmistä eroista vakaan prosessin ja epäjohdonmukaisen prosessin välillä.
Dispersion laatu valvoo kolmea tulosta kerralla. Agglomeraatit toimivat paikallisina polttoainerikkaina vyöhykkeinä ja vähentävät palonestokykyä. Kastumattomista hiukkasista tulee halkeamien alkupisteitä ja ne leikkaavat venymää murtuessaan. Huono kastelu näkyy myös pintavirheinä valmiissa kaapelissa. Käytännössä tärkeintä on kaksi vipua: täyteaineen pintakäsittely silaani- tai titanaattiliitosaineella rajapintojen jännityksen ja vääntömomentin tarpeen alentamiseksi sekä jaettu syöttöstrategia, jossa polymeeri sulaa ensin ja osa täyteaineesta lisätään alavirtaan.
Kaksoisruuviliitoslinjan valitseminen kaapeliseoksille
Yhdessä pyörivät kaksoisruuviekstruuderit hallitsevat kaapeliseosten tuotantoa, koska niissä yhdistyvät kuljetus, sulatus, dispergoiva sekoitus, jakautuva sekoitus ja haihtuminen yhdessä koneessa säädettävällä ruuviprofiililla. Kolme erittelynumeroa ratkaisee, mahtuuko tiettyyn koneeseen raskaasti täytetty koostumus tuotantonopeudella: ominaisvääntömomentti Nm kuutiosenttimetriä kohden, ruuvin halkaisija ja ulko-sisähalkaisijan suhde sekä suorituskyvyn ja viipymäajan välinen tasapaino.
Ominaismomentti on hyödyllisin yksittäinen indikaattori täytetyille yhdisteille. Suurempi vääntömomentti tarkoittaa enemmän hyödyllistä työtä kierrosta kohden, ennen kuin ruuvin akseli saavuttaa rajansa, mikä jättää tilaa vaivaamiselle, jotka itse asiassa hajottavat täyteaineagglomeraatteja sen sijaan, että ne vain kuljettaisivat niitä. KUNWEI:n korkean suorituskyvyn KTS-sarja on rakennettu tämän vaatimuksen ympärille, ja yritys määrittelee sekoituskoneilleen 14 Nm/cm³:n maksimivääntömomentin ja tynnyrialueen 8–177 mm, joka kattaa laboratoriokokeet teollisen tuotannon kautta.
KTS High Performance -sarja Tekniset parametrit Näytä tuote → Ruuvikokoonpano ei ole kiinteä ominaisuus. 60-prosenttiselle ATH-koostumukselle tavallinen asettelu vuorottelee kuljetuselementtejä porrastettujen vaivauslohkojen kanssa ja sisältää vähintään yhden ylävirran ja yhden alavirran tyhjiöhaihdutusportin täyteaineen vapauttaman kosteuden poistamiseksi.
Näiden valintojen taustalla olevaa sekoitusmekaniikkaa tarkastellaan yksityiskohtaisemmin tässä teknisessä huomautuksessa Leikkaus- ja sekoituskäyttäytyminen suuren kapasiteetin korkealla täyteaineella toimivassa rakeistuslinjassa , mikä liittyy suoraan voimakkaasti täytetyille kaapelin vaippalajeille.
Ruokinta: missä suuri täyttömäärä onnistuu tai epäonnistuu
Useimmat hajaantumisongelmat, jotka näyttävät ruuvisuunnitteluongelmista, alkavat itse asiassa syöttökurkusta. Laihtuneiden syöttölaitteiden tarkkuus on noin plus tai miinus 0,5 prosenttia asetetusta nopeudesta, mutta tarkkuus ei ole sama kuin johdonmukaisuus. Jauheet, joilla on pieni bulkkitiheys, korkea kosteudenpoisto tai laaja hiukkaskokojakauma, voivat muodostaa siltoja, huuhtoa tai pulssia, ja ekstruuderi alavirran puolella vastaanottaa yksinkertaisesti epävakaan formulaation.
Noin 40 prosentin täyttömäärän yläpuolella rehun jakaminen pääkurkun ja alavirran sivusyöttölaitteen välillä on vakiokäytäntö. Polymeeri sulaa ensin ja täyteaine syötetään jo viskoosiseen sulatteeseen, mikä vähentää vääntömomenttihuippuja ja parantaa kostuvuutta. Alipainesyöttöä käyttävä sivusyöttölaite nostaa myös kevyiden jauheiden, kuten ATH:n, tehollista irtotiheyttä, joten enemmän täyteainetta saavuttaa sulatteen ruuvin kierrosta kohden.
Sivusyöttölaite Sivusyöttölaitetta käytetään jauheen, lyhyiden kuitujen tai esiseosmateriaalin pakkosyöttöön, jolla voidaan joustavasti vastata prosessin tarpeisiin tai lisätä syöttömäärää. klo... Näytä tuote → Voimakkaasti täytetyille kaapeliseoksille syöttöpakkaus sisältää yleensä painohäviön pääsyöttimen polymeerille ja lisäaineesiseokselle, sivusyöttölaitteen mineraalitäyteaineelle ja nesteen ruiskutuspisteen kytkentäaineille tai prosessoinnin apuaineille, jos koostumus sitä vaatii.
Pelletointi ja jatkokäsittely
Pelletointivalinta seuraa formulaatiota, ei päinvastoin. Säikeen pelletointi on edelleen taloudellisin tapa matalien ja keskisuurten täyteainelaatujen kohdalla ja antaa käyttäjille helpon visuaalisen tarkastuksen dispersion laadusta. Vesirenkaan kuumaleikkaus sopii PVC:lle ja muille lämpötilaherkille yhdisteille. Vedenalainen pelletointi sopii erittäin täytetyille HFFR- ja LSZH-lajeille, koska muotin pinta leikataan välittömästi vedessä, jolloin muodostuu yhtenäisiä pallomaisia pellettejä, alhaisempi pölytaso ja vähemmän muottilevyjen kertymistä tahmeisiin, matalaviskositeettisiin sulatteisiin.
Vedenalainen pelletointi Vedenalainen muotin pinnan kuumaleikkaus tarkoittaa, että materiaali leikataan hiukkasiksi vedessä ja seuraa suoraan veden virtausta putkilinjaan jäähdytystä ja muotoilua varten. Näytä tuote → Myöhemmin tärisevä seula poistaa hienojakoiset ja ylisuuret pelletit, ja varastointi- ja kuljetusjärjestelmä pitää valmiin yhdisteen suljettuna kosteuden kerääntymistä vastaan. Tämä viimeinen kohta on helppo aliarvioida: kaapeliseos, joka lähtee linjasta spesifikaatioiden mukaisesti, voi silti ajautua toleranssin ulkopuolelle muutaman viikon kuluttua avoimessa astiassa, varsinkin kun täyteaineosuus on korkea.
Kun olemassa olevaa linjaa päivitetään sen sijaan, että rakennetaan tyhjästä, sama logiikka pätee koko sarjaan syötyksestä seulomiseen. Hyödyllinen viite on tämä a suuren kapasiteetin korkean täyteaineen rakeistamisen tuotantolinja , joka näyttää kuinka yksittäiset prosessin osat järjestyvät käytännössä.
Käytännön valinnan tarkistuslista
Kun verrataan kaapeliseosten sekoituslaitteita, nämä ovat ne kohdat, jotka erottavat toimivan linjan jatkuvaa huomiota vaativasta linjasta.
- Suorita varsinainen formulaatio, ei yleinen polyolefiini, toimittajan koelinjalla ennen sitoutumista; täytetyt järjestelmät käyttäytyvät hyvin eri tavalla kuin täyttämättömät.
- Vahvista vääntömomenttireservi tavoitesuorituskyvyllä, ei koneen julkaistulla maksimilla.
- Tarkista, käsitteleekö yli 40 prosentin täyttö sivusyöttölaitteen, jolla on riittävä kuljetuskapasiteetti matalan irtotiheyden jauheille.
- Tarkista lämpötilansäätötoleranssi kaikilla tynnyrivyöhykkeillä, koska mineraalitäyteaineet asettavat kovan ylärajan.
- Yhdistä pelletointijärjestelmä sulatteen viskositeetin ja tahmeuden mukaan pelkän koneen koon sijaan.
- Kysy ruuvien ja tynnyrien kulumissuojauksista sekä kuluvien komponenttien varaosien toimitusajoista.
Usein kysyttyjä kysymyksiä sähkökaapeliyhdisteistä
Q1. Mistä sähkökaapeliyhdisteet on tehty?
Peruspolymeeri, kuten PVC, LDPE, EVA tai EPDM, yhdistettynä mineraalitäyteaineisiin, palonestoaineisiin, stabilointiaineisiin, kytkentäaineisiin, väriaineisiin ja työstön apuaineisiin. Tarkka resepti riippuu siitä, käytetäänkö yhdistettä eristykseen, puolijohtavaan suojaukseen vai ulkovaippaan.
Q2. Mitä eroa on LSZH- ja PVC-kaapeliyhdisteillä?
PVC-yhdisteet käyttävät klooria palonestokykyyn ja vapauttavat halogeenihappokaasua ja tiheää savua palaessaan. LSZH-yhdisteet (low smoke zero halogen) käyttävät mineraalitäyteaineita, kuten ATH:ta tai MDH:ta, tuottaen paljon vähemmän savua eikä halogeenihappoa korkeammilla materiaalikustannuksilla ja suuremmalla täyteainekuormituksella.
Q3. Miksi erityisellä vääntömomentilla on väliä kaapeliseoksen suulakepuristuksessa?
Ominaismomentti määrittää, kuinka paljon sekoitustyötä ruuvi voi suorittaa kierrosta kohden. Halogeenittomat palonestoyhdisteet tarvitsevat voimakasta dispergoivaa sekoitusta täyteaineagglomeraattien hajottamiseksi, ja matalan vääntömomentin kone ei kestä sitä tuotantonopeudella.
Q4. Minkä täyteaineen kuormituksen kaksoisruuviekstruuderi pystyy käsittelemään?
Nykyaikaiset yhdessä pyörivät kaksoisruuvilinjat käyttävät rutiininomaisesti HFFR- ja LSZH-formulaatioita 55-65 painoprosentilla mineraalitäyteainetta edellyttäen, että syöttö jaetaan pääkurkun ja sivusyöttölaitteen välillä ja että lämpötilaprofiili estää täyteaineen ennenaikaisen hajoamisen.
Q5. Kuinka estät kaapeliseospellettien kosteuden ja tyhjien syntymisen?
Käytä ekstruuderissa tyhjiöhaihdutusta, pidä täyteainevarasto kuivana ja sulje valmiit pelletit kosteuden kerääntymistä vastaan. Tyhjät ja pintavirheet johtuvat yleensä täyteaineen mukana tulevasta kosteudesta tai riittämättömästä haihtumiskyvystä.
Q6. Mikä pelletointijärjestelmä on paras LSZH-kaapeliyhdisteille?
Vedenalainen pelletointi on yleinen valinta erittäin täytetyille, matalaviskoosisille HFFR- ja LSZH-sulatuksille, koska leikkaus tapahtuu välittömästi muotin pinnalla vedessä, jolloin saadaan tasaiset pelletit ja vähennetään pölyn ja suulakkeen kertymistä.
