ترکیبات کابل برق: فرمولاسیون، بارگیری پرکننده و ترکیب پیچ دوقلو

یک ترکیب پوششی بدون دود بدون هالوژن معمولاً 55 تا 65 درصد وزنی تری هیدروکسید آلومینیوم یا دی هیدروکسید منیزیم را حمل می کند. هنگامی که آن ماده معدنی به طور کامل آگلومره نشده و توسط مذاب پلیمر خیس نمی شود، کابل همچنان روی قرقره عالی به نظر می رسد. مشکل بعداً ظاهر می شود: آزمایش تراکم دود ناموفق، ترک خوردن در طول خمیدگی سرد، یا کاهش آهسته مقاومت عایق پس از پیری سریع.

به همین دلیل است که ترکیبات کابل برق به بهترین وجه به عنوان محصول مشترک فرمولاسیون و فرآیند شناخته می شوند. دستور غذا هدف را تعیین می کند. خط ترکیب تصمیم می گیرد که آیا گلوله واقعاً آن را تحویل می دهد یا خیر. هندسه پیچ، تغذیه جانبی پرکننده ها، کنترل دما و سیستم گلوله سازی منطبق با هم کیفیت پراکندگی، سطح رطوبت و قوام دسته به دسته را تعیین می کنند.

این مقاله خانواده‌های ترکیب اصلی، الزامات عملکردی که باید به آن‌ها برسد، نقاطی که مرکب‌سازی اغلب با شکست مواجه می‌شود، و مواردی که هنگام تعیین خط تولید باید تأیید شود را تجزیه می‌کند.

آنچه به عنوان یک ترکیب کابل برق به حساب می آید

این اصطلاح شامل هر سیستم پلیمری مهندسی شده ای می شود که در داخل یا اطراف کابل استفاده می شود: عایق هادی، صفحات نیمه رسانا، ترکیبات بستر و غلاف بیرونی. این خانواده ها در بارگذاری پرکننده بسیار بیشتر از پلیمر پایه متفاوت هستند، و این واقعیت واحد تصمیم گیری تجهیزات را هدایت می کند.

نتیجه عملی این است که یک خط به ندرت برای همه آنها مناسب است. ماشینی که برای پر کردن 60 درصد ATH ساخته شده است، نیازهای تغذیه، گشتاور و محافظت در برابر سایش بسیار متفاوت از یک عایق XLPE پر نشده دارد، و تعویض بین این دو بدون تغییر پیکربندی پیچ معمولاً هزینه بیشتری نسبت به زمان‌بندی صرفه‌جویی می‌کند.

الزامات عملکردی که یک ترکیب باید برآورده کند

استانداردهای کابل به لیست ثابتی از اهداف قابل اندازه گیری تبدیل می شوند. ترکیبی که هیچ یک از آنها را از دست بدهد، تایید نوع را نمی‌پذیرد، هر چند به خوبی روی اکسترودر اجرا شود.

• استحکام دی الکتریک و مقاومت حجمی، قبل و بعد از پیری آب تأیید شده است.
• تاخیر شعله، به عنوان شاخص محدود کننده اکسیژن بیان می شود و از طریق آزمایش های آتش سوزی تک مشعل تایید می شود.
• تراکم و سمیت دود، نیاز تعیین کننده برای گریدهای LSZH و HFFR مورد استفاده در تونل ها، ایستگاه ها، بیمارستان ها و مراکز داده است.
• تکامل گاز اسید هالوژن، تحت استانداردهای IEC 60754 و EN 50267 برای مشخصات بدون هالوژن اندازه گیری شده است.
• رفتار مکانیکی: استحکام کششی، ازدیاد طول در هنگام شکست، تغییر شکل گرم و خمش سرد در دمای پایین.
• مقاومت در برابر پیری: حفظ ازدیاد طول پس از پیری در فر، به علاوه مقاومت در برابر روغن، ازن و UV در صورت لزوم.

این نمودار یک مقایسه صنعتی کیفی است تا یک مشخصات عددی، و توضیح می‌دهد که چرا هیچ خانواده‌ای در همه جا برنده نمی‌شود. نمرات HFFR منجر به عملکرد آتش سوزی و دنباله روی هزینه و انعطاف پذیری. پی وی سی منجر به هزینه و سهولت پردازش می شود و دود و محتوای هالوژن را دنبال می کند. XLPE به رفتار دی الکتریک منجر می شود و تقریباً به خودی خود هیچ تاخیری در شعله ندارد.

چرا بارگذاری و پراکندگی پرکننده عملکرد کابل را تعیین می کند؟

سیستم های بدون هالوژن به پرکننده های معدنی گرماگیر متکی هستند. تری هیدروکسید آلومینیوم شروع به رهاسازی آب در بالای 200 درجه سانتیگراد و دی هیدروکسید منیزیم بالای 300 درجه سانتیگراد می کند. این یک پنجره پردازش باریک را ایجاد می کند: مذاب باید به اندازه ای گرم باشد که پرکننده را خیس و پراکنده کند، در عین حال به اندازه کافی خنک باشد که پرکننده در داخل بشکه تجزیه نشود. نگه داشتن دمای منطقه در 2 درجه سانتیگراد مثبت یا منفی یک هدف واقع بینانه در یک خط به خوبی کنترل شده است و یکی از واضح ترین تفاوت ها بین یک فرآیند پایدار و یک فرآیند ناسازگار است.

کیفیت پراکندگی سه نتیجه را همزمان کنترل می کند. آگلومره ها به عنوان مناطق غنی از سوخت محلی رفتار می کنند و تاخیر شعله را کاهش می دهند. ذرات خیس نشده به نقاط شروع ترک تبدیل می شوند و در هنگام شکست، ازدیاد طول می کشند. خیس شدن ضعیف نیز به عنوان نقص سطح روی کابل تمام شده ظاهر می شود. در عمل دو اهرم بیشترین اهمیت را دارند: عملیات سطحی پرکننده با یک عامل جفت کننده سیلان یا تیتانات برای کاهش کشش سطحی و تقاضای گشتاور، و یک استراتژی تغذیه تقسیمی که در آن پلیمر ابتدا ذوب می شود و بخشی از پرکننده به پایین دست اضافه می شود.

انتخاب یک خط ترکیب دو پیچ برای ترکیبات کابل

اکسترودرهای دو مارپیچ بهم پیوسته دوار بر تولید ترکیب کابلی غالب هستند زیرا آنها انتقال، ذوب، اختلاط پراکنده، اختلاط توزیعی و جداسازی ذرات را در یک دستگاه با مشخصات پیچ قابل تنظیم ترکیب می کنند. سه عدد مشخصه تعیین می‌کنند که آیا یک ماشین معین می‌تواند فرمولاسیون بسیار پر شده را در نرخ تولید نگه دارد: گشتاور ویژه بر حسب نیوتن متر بر سانتی‌متر مکعب، قطر پیچ و نسبت قطر بیرونی به داخلی، و تعادل بین توان عملیاتی و زمان ماندگاری.

گشتاور خاص مفیدترین شاخص واحد برای ترکیبات پر شده است. گشتاور بیشتر به معنای کار مفیدتر در هر دور قبل از رسیدن شفت پیچ به حد خود است، که فضایی را برای ورز دادن بلوک‌ها که در واقع به جای انتقال صرف، توده‌های پرکننده را تجزیه می‌کنند، باقی می‌گذارد. سری KTS با کارایی بالا KUNWEI بر اساس این نیاز ساخته شده است، با شرکت حداکثر گشتاور ویژه 14 نیوتن متر بر سانتی متر مکعب برای ماشین های ترکیبی خود و محدوده بشکه از 8 میلی متر تا 177 میلی متر که آزمایش های آزمایشگاهی را از طریق خروجی صنعتی پوشش می دهد.

سری KTS با عملکرد بالا پارامترهای فنی مشاهده محصول →

پیکربندی پیچ یک ویژگی ثابت نیست. برای فرمولاسیون 60 درصدی ATH، چیدمان معمولی عناصر انتقال دهنده را با بلوک های خمیری متلاشی شده جایگزین می کند و شامل حداقل یک درگاه خلاء خلاء در بالادست و یک پورت خلاء پایین دست برای خارج کردن رطوبت آزاد شده توسط پرکننده است.

مکانیک اختلاط پشت این انتخاب ها با جزئیات بیشتری در این یادداشت فنی در مورد بررسی شده است رفتار برشی و اختلاط یک خط دانه بندی پرکننده با ظرفیت بالا ، که مستقیماً با درجات پوشش کابلی پر شده مرتبط است.

تغذیه: جایی که بارگیری پرکننده زیاد با موفقیت یا شکست مواجه می شود

اکثر مشکلات پراکندگی که شبیه مشکلات طراحی پیچ هستند در واقع از گلوگاه تغذیه شروع می شوند. فیدرهای کاهش وزن دقتی در حدود مثبت یا منفی 0.5 درصد از نرخ تنظیم شده را حفظ می کنند، اما دقت با ثبات یکسان نیست. پودرهایی با چگالی ظاهری کم، جذب رطوبت بالا یا توزیع اندازه ذرات گسترده می توانند پل، فلاش یا پالس شوند و اکسترودر پایین دست به سادگی یک فرمول ناپایدار دریافت می کند.

تقریباً بیش از 40 درصد بارگذاری پرکننده، تقسیم خوراک بین گلوگاه اصلی و یک فیدر جانبی پایین دست عمل استاندارد است. پلیمر ابتدا ذوب می شود و پرکننده وارد یک مذاب از قبل چسبناک می شود که پیک های گشتاور را کاهش می دهد و خیس شدن را بهبود می بخشد. یک فیدر جانبی با استفاده از تغذیه با فشار منفی، چگالی ظاهری موثر پودرهای سبک مانند ATH را افزایش می دهد، بنابراین پرکننده بیشتری در هر دور پیچ به مذاب می رسد.

تغذیه جانبی فیدر جانبی برای تغذیه اجباری پودر، فیبر کوتاه یا مواد پیش مخلوط استفاده می شود که می تواند به طور انعطاف پذیر نیازهای فرآیند را برآورده کند یا مقدار تغذیه را افزایش دهد. در ... مشاهده محصول →

برای ترکیبات کابلی به شدت پر شده، بسته تغذیه معمولاً یک فیدر اصلی کم وزن برای پلیمر و پیش مخلوط افزودنی، یک تغذیه جانبی برای پرکننده معدنی، و یک نقطه تزریق مایع برای عوامل جفت کننده یا کمک های پردازش در جایی که فرمولاسیون آن را می طلبد، ترکیب می کند.

گندله سازی و جابجایی پایین دست

گندله سازی از فرمول پیروی می کند، نه برعکس. گندله سازی رشته ای اقتصادی ترین راه برای گریدهای پرکننده کم تا متوسط ​​است و به اپراتورها امکان بررسی بصری آسان کیفیت پراکندگی را می دهد. برش حلقه آب داغ با پی وی سی و سایر ترکیبات حساس به دما مناسب است. گلوله‌سازی زیر آب با درجه‌های HFFR و LSZH بسیار پر می‌شود، زیرا صفحه قالب بلافاصله در آب بریده می‌شود و گلوله‌های کروی یکنواخت، سطح گرد و غبار کمتر و تجمع کمتر صفحه قالب بر روی مذاب‌های چسبنده و کم ویسکوزیته تولید می‌شود.

گندله سازی زیر آب برش داغ سطح قالب زیر آب به این معنی است که مواد به صورت ذرات در آب بریده می شوند و مستقیماً جریان آب را برای خنک کردن و شکل دادن به خط لوله دنبال می کنند. مشاهده محصول →

در پایین دست، یک غربال ارتعاشی ریزدانه ها و گلوله های بزرگ را حذف می کند، و یک سیستم ذخیره سازی و انتقال، ترکیب نهایی را در برابر جذب رطوبت مهر و موم نگه می دارد. به راحتی می توان آن نکته آخر را دست کم گرفت: ترکیب کابلی که خط را طبق مشخصات ترک می کند، همچنان می تواند پس از چند هفته در یک ظرف باز، از تحمل خارج شود، به خصوص زمانی که کسر پرکننده بالا باشد.

در جایی که یک خط موجود به جای اینکه از ابتدا ساخته شود در حال ارتقا است، منطق یکسانی برای کل دنباله از تغذیه تا غربال کردن اعمال می شود. یک مرجع مفید این طرح کلی از الف است خط تولید دانه بندی پرکننده با ظرفیت بالا ، که نشان می دهد چگونه بخش های فرآیند فردی در عمل توالی می شوند.

چک لیست انتخاب عملی

هنگام مقایسه تجهیزات ترکیبی برای ترکیبات کابل، اینها نقاطی هستند که خطی را که کار می کند از خطی که نیاز به توجه مداوم دارد جدا می کند.

1. قبل از انجام این کار، فرمول واقعی، نه یک پلی اولفین عمومی، را روی خط آزمایشی تامین کننده اجرا کنید. سیستم های پر شده بسیار متفاوت از سیستم های پر نشده رفتار می کنند.
2. ذخیره گشتاور را در توان عملیاتی هدف تأیید کنید، نه در حداکثر منتشر شده دستگاه.
3. بررسی کنید که آیا پر کردن بالای 40 درصد توسط یک فیدر جانبی با ظرفیت انتقال کافی برای پودرهای با چگالی کم انجام می شود یا خیر.
4. تحمل کنترل دما را در تمام مناطق بشکه بررسی کنید، زیرا پرکننده های معدنی حد بالایی سخت را تعیین می کنند.
5. سیستم گلوله سازی را با ویسکوزیته و چسبندگی ذوب به جای اندازه دستگاه به تنهایی مطابقت دهید.
6. در مورد محافظت در برابر سایش پیچ ها و بشکه ها و در مورد زمان تحویل قطعات یدکی برای قطعات با سایش بالا سوال کنید.

سوالات متداول در مورد ترکیبات کابل برق