Žice in kabli, ki služijo kot osrednji nosilci energije in informacijske komunikacije, imajo zmogljivost, ki je neposredno odvisna od postopkov izolacije in plašča. Z diverzifikacijo sodobnih industrijskih zahtev glede zmogljivosti kablov štirje glavni postopki – ekstrudiranje, vzdolžno ovijanje, spiralno ovijanje in potopno nanašanje – kažejo edinstvene prednosti v različnih scenarijih. Ta članek se poglobi v izbiro materiala, potek postopka in scenarije uporabe vsakega postopka ter zagotavlja teoretično osnovo za načrtovanje in izbiro kablov.
1 Postopek ekstrudiranja
1.1 Materialni sistemi
Postopek ekstrudiranja uporablja predvsem termoplastične ali termoreaktivne polimerne materiale:
① Polivinilklorid (PVC): Nizki stroški, enostavna obdelava, primeren za običajne nizkonapetostne kable (npr. kabli standarda UL 1061), vendar s slabo toplotno odpornostjo (dolgotrajna temperatura uporabe ≤70 °C).
2Zamreženi polietilen (XLPE)Z zamreženjem s peroksidom ali obsevanjem se temperaturna odpornost poveča na 90 °C (standard IEC 60502), ki se uporablja za srednje- in visokonapetostne električne kable.
③ Termoplastični poliuretan (TPU): Odpornost proti obrabi ustreza standardu ISO 4649, stopnja A, ki se uporablja za kable vlečnih verig robotov.
④ Fluoroplasti (npr. FEP): Odpornost na visoke temperature (200 °C) in kemično korozijo, ki izpolnjujejo zahteve standarda MIL-W-22759 za vesoljske kable.
1.2 Značilnosti procesa
Za doseganje neprekinjenega premaza uporablja vijačni ekstruder:
① Nadzor temperature: XLPE zahteva tristopenjski nadzor temperature (območje dovajanja 120 °C → območje stiskanja 150 °C → območje homogenizacije 180 °C).
② Nadzor debeline: Ekscentričnost mora biti ≤ 5 % (kot je določeno v GB/T 2951.11).
③ Metoda hlajenja: Gradientno hlajenje v vodnem koritu za preprečevanje razpok zaradi kristalizacije.
1.3 Scenariji uporabe
① Prenos moči: kabli z XLPE izolacijo za napetosti 35 kV in manj (GB/T 12706).
② Avtomobilski kabelski snopi: Tankostenska PVC izolacija (standard ISO 6722 debeline 0,13 mm).
③ Posebni kabli: koaksialni kabli z izolacijo iz PTFE (ASTM D3307).
2 Postopek vzdolžnega ovijanja
2.1 Izbira materiala
① Kovinski trakovi: 0,15 mmpocinkan jekleni trak(zahteve GB/T 2952), aluminijast trak s plastično prevleko (struktura Al/PET/Al).
② Materiali za zadrževanje vode: Trak za zadrževanje vode, prevlečen s talilnim lepilom (stopnja nabrekanja ≥500 %).
③ Varilni materiali: aluminijasta varilna žica ER5356 za argonsko obločno varjenje (standard AWS A5.10).
2.2 Ključne tehnologije
Postopek vzdolžnega ovijanja vključuje tri ključne korake:
① Oblikovanje trakov: Upogibanje ravnih trakov v obliko U → O z večstopenjskim valjanjem.
② Neprekinjeno varjenje: Visokofrekvenčno indukcijsko varjenje (frekvenca 400 kHz, hitrost 20 m/min).
③ Spletni pregled: Preizkuševalec isker (preskusna napetost 9 kV/mm).
2.3 Tipične uporabe
① Podmorski kabli: Dvoslojni vzdolžni ovoj iz jeklenega traku (standardna mehanska trdnost po IEC 60840 ≥400 N/mm²).
② Rudarski kabli: Valovita aluminijasta ovojnica (tlačna trdnost MT 818.14 ≥20 MPa).
③ Komunikacijski kabli: vzdolžni oklep iz aluminija in plastike (izguba prenosa ≤ 0,1 dB/m pri 1 GHz).
3. Postopek vijačnega ovijanja
3.1 Kombinacije materialov
① Sljudni trak: vsebnost muskovita ≥95 % (GB/T 5019.6), temperatura požarne odpornosti 1000 °C/90 min.
② Polprevodniški trak: Vsebnost saj 30 %～40 % (volumska upornost 10²～10³ Ω·cm).
③ Kompozitni trakovi: Poliestrska folija + netkana tkanina (debelina 0,05 mm ±0,005 mm).
3.2 Procesni parametri
① Kot ovijanja: 25°～55° (manjši kot zagotavlja boljšo odpornost proti upogibanju).
② Razmerje prekrivanja: 50 % ~ 70 % (ognjevarni kabli zahtevajo 100 % prekrivanje).
③ Nadzor napetosti: 0,5～2 N/mm² (krmiljenje servo motorja z zaprto zanko).
3.3 Inovativne aplikacije
① Jedrski energetski kabli: Ovijanje s troslojnim sljudnim trakom (ustreza testu LOCA po standardu IEEE 383).
② Superprevodni kabli: Polprevodniški trak, ki preprečuje vdor vode (kritična stopnja zadrževanja toka ≥98 %).
③ Visokofrekvenčni kabli: ovoj iz PTFE folije (dielektrična konstanta 2,1 pri 1 MHz).
4 Postopek premazovanja s potapljanjem
4.1 Premazni sistemi
① Asfaltni premazi: Penetracija 60～80 (0,1 mm) pri 25 °C (GB/T 4507).
② Poliuretan: Dvokomponentni sistem (NCO∶OH = 1,1∶1), adhezija ≥3B (ASTM D3359).
③ Nano-premaz: epoksidna smola modificirana s SiO₂ (preizkus s solno meglo >1000 ur).
4.2 Izboljšave procesov
① Vakuumska impregnacija: Tlak 0,08 MPa, vzdrževan 30 minut (stopnja polnjenja por > 95 %).
② UV utrjevanje: valovna dolžina 365 nm, intenzivnost 800 mJ/cm².
③ Gradientno sušenje: 40 °C × 2 uri → 80 °C × 4 ure → 120 °C × 1 ura.
4.3 Posebne uporabe
① Nadzemni vodniki: Z grafenom modificiran protikorozijski premaz (gostota usedlin soli zmanjšana za 70 %).
② Ladijski kabli: Samoobnavljajoča se poliurea prevleka (čas celjenja razpok <24 ur).
③ Zakopani kabli: Polprevodniški premaz (ozemljitvena upornost ≤ 5 Ω·km).
5 Zaključek
Z razvojem novih materialov in inteligentne opreme se postopki prevleke razvijajo v smeri kompozitizacije in digitalizacije. Na primer, kombinirana tehnologija ekstruzije in vzdolžnega ovijanja omogoča integrirano proizvodnjo trislojne koekstruzije + aluminijastega plašča, komunikacijski kabli 5G pa uporabljajo nanopremaz + kompozitno izolacijo. Prihodnje inovacije procesov morajo najti optimalno ravnovesje med nadzorom stroškov in izboljšanjem zmogljivosti, kar bo spodbudilo visokokakovosten razvoj kabelske industrije.
Čas objave: 31. dec. 2025