Laidai ir kabeliai, kurie yra pagrindiniai energijos perdavimo ir informacijos perdavimo nešėjai, pasižymi eksploatacinėmis savybėmis, kurios tiesiogiai priklauso nuo izoliacijos ir apvalkalo dengimo procesų. Atsižvelgiant į šiuolaikinės pramonės reikalavimų kabelių eksploatacinėms savybėms įvairovę, keturi pagrindiniai procesai – ekstruzija, išilginis vyniojimas, spiralinis vyniojimas ir panardinimas – demonstruoja unikalius pranašumus skirtingose situacijose. Šiame straipsnyje išsamiai nagrinėjamas kiekvieno proceso medžiagų pasirinkimas, proceso eiga ir taikymo scenarijai, pateikiant teorinį pagrindą kabelių projektavimui ir parinkimui.
1 Ekstruzijos procesas
1.1 Medžiagų sistemos
Ekstruzijos procese daugiausia naudojamos termoplastinės arba termoreaktyvios polimerinės medžiagos:
① Polivinilchloridas (PVC): nebrangus, lengvai apdorojamas, tinka įprastiems žemos įtampos kabeliams (pvz., UL 1061 standarto kabeliams), tačiau prastas atsparumas karščiui (ilgalaikė naudojimo temperatūra ≤70 °C).
②Susiūtas polietilenas (XLPE)Peroksido arba spinduliavimo būdu sujungiant, temperatūra padidėja iki 90 °C (IEC 60502 standartas), naudojama vidutinės ir aukštos įtampos maitinimo kabeliams.
③ Termoplastinis poliuretanas (TPU): atsparumas dilimui atitinka ISO 4649 standarto A klasę, naudojamą robotų tempimo grandinės kabeliams.
4. Fluoroplastikai (pvz., FEP): Atsparūs aukštai temperatūrai (200 °C) ir cheminei korozijai, atitinkantys aviacijos ir kosmoso kabelių MIL-W-22759 reikalavimus.
1.2 Proceso charakteristikos
Naudoja sraigtinį ekstruderį, kad būtų pasiektas nuolatinis padengimas:
① Temperatūros kontrolė: XLPE reikalingas trijų pakopų temperatūros valdymas (tiekimo zona 120 °C → suspaudimo zona 150 °C → homogenizavimo zona 180 °C).
② Storio kontrolė: ekscentriškumas turi būti ≤5 % (kaip nurodyta GB/T 2951.11).
③ Aušinimo metodas: gradientinis aušinimas vandens love, siekiant išvengti kristalizacijos įtrūkimų.
1.3 Taikymo scenarijai
① Galios perdavimas: 35 kV ir žemesnės įtampos XLPE izoliuoti kabeliai (GB/T 12706).
② Automobilių laidų pynės: Plonasienė PVC izoliacija (ISO 6722 standartas, 0,13 mm storis).
③ Specialūs kabeliai: PTFE izoliuoti bendraašiai kabeliai (ASTM D3307).
2 Išilginis vyniojimo procesas
2.1 Medžiagų pasirinkimas
① Metalinės juostelės: 0,15 mmcinkuoto plieno juosta(GB/T 2952 reikalavimai), plastiku dengta aliuminio juosta (Al/PET/Al struktūra).
② Hidroizoliacinės medžiagos: Karšto lydymosi klijais dengta hidroizoliacinė juosta (brinkimo greitis ≥500 %).
③ Suvirinimo medžiagos: ER5356 aliuminio suvirinimo viela argono lankiniam suvirinimui (AWS A5.10 standartas).
2.2 Pagrindinės technologijos
Išilginio vyniojimo procesas apima tris pagrindinius etapus:
① Juostų formavimas: plokščių juostų lenkimas į U formą → O formą daugiapakopiu valcavimu.
② Nuolatinis suvirinimas: aukšto dažnio indukcinis suvirinimas (dažnis 400 kHz, greitis 20 m/min.).
③ Tikrinimas internetu: kibirkščių testeris (bandymo įtampa 9 kV/mm).
2.3 Tipinės taikymo sritys
① Povandeniniai kabeliai: Dvisluoksnė plieninė juostelė išilginiu būdu (IEC 60840 standartinis mechaninis stiprumas ≥400 N/mm²).
② Kasybos kabeliai: gofruotas aliuminio apvalkalas (MT 818.14 gniuždymo stipris ≥20 MPa).
③ Ryšio kabeliai: aliuminio-plastiko kompozito išilginis apvyniojimo ekranas (perdavimo nuostoliai ≤0,1 dB/m esant 1 GHz dažniui).
3 Spiralinio vyniojimo procesas
3.1 Medžiagų deriniai
① Žėručio juosta: muskovito kiekis ≥95 % (GB/T 5019.6), atsparumo ugniai temperatūra 1000 °C / 90 min.
② Puslaidininkinė juosta: juodojo anglies kiekis 30 % ~ 40 % (tūrinė varža 10² ~ 10³ Ω·cm).
③ Kompozitinės juostos: poliesterio plėvelė + neaustinis audinys (storis 0,05 mm ± 0,005 mm).
3.2 Proceso parametrai
① Apvyniojimo kampas: 25°～55° (mažesnis kampas užtikrina geresnį atsparumą lenkimui).
② Persidengimo santykis: 50 % ~ 70 % (ugniai atspariems kabeliams reikalingas 100 % persidengimas).
③ Įtempimo valdymas: 0,5～2 N/mm² (uždaros kilpos servovariklio valdymas).
3.3 Novatoriškos programos
① Branduoliniai kabeliai: trijų sluoksnių žėručio juostos apvyniojimas (atitinka IEEE 383 standarto LOCA bandymą).
② Superlaidūs kabeliai: puslaidininkinė vandenį blokuojanti juostos apvyniojimas (kritinės srovės išlaikymo greitis ≥98%).
③ Aukšto dažnio kabeliai: PTFE plėvelės apvyniojimas (dielektrinė konstanta 2,1 esant 1 MHz dažniui).
4 Panardinimo procesas
4.1 Dengimo sistemos
1. Asfalto dangos: įsiskverbimo laipsnis 60–80 (0,1 mm) esant 25 °C temperatūrai (GB/T 4507).
② Poliuretanas: dviejų komponentų sistema (NCO∶OH = 1,1∶1), sukibimo koeficientas ≥3B (ASTM D3359).
③ Nanodangos: SiO₂ modifikuota epoksidinė derva (druskos purškimo bandymas >1000 val.).
4.2 Procesų tobulinimas
① Vakuuminis impregnavimas: 0,08 MPa slėgis palaikomas 30 min. (porų užpildymo greitis >95 %).
② UV kietėjimas: bangos ilgis 365 nm, intensyvumas 800 mJ/cm².
③ Džiovinimas gradientu: 40 °C × 2 val. → 80 °C × 4 val. → 120 °C × 1 val.
4.3 Specialios taikymo sritys
① Viršžeminiai laidininkai: grafenu modifikuota antikorozinė danga (druskų nuosėdų tankis sumažintas 70 %).
② Laivų kabeliai: savaime atsistatanti poliurėjos danga (įtrūkimų gijimo laikas <24 val.).
③ Požeminiai kabeliai: puslaidininkinė danga (įžeminimo varža ≤5 Ω·km).
5 Išvada
Tobulėjant naujoms medžiagoms ir išmaniajai įrangai, dangų gamybos procesai vystosi link kompozicinės ir skaitmeninės gamybos. Pavyzdžiui, ekstruzijos ir išilginio vyniojimo kombinuota technologija leidžia integruotai gaminti trijų sluoksnių koekstruziją + aliuminio apvalkalą, o 5G ryšio kabeliuose naudojama nanodanga + kompozicinė izoliacija. Ateities procesų inovacijos turi rasti optimalią pusiausvyrą tarp sąnaudų kontrolės ir našumo gerinimo, skatinant aukštos kokybės kabelių pramonės plėtrą.
Įrašo laikas: 2025 m. gruodžio 31 d.