ENGBezhalogénová nízko dymivá plášťová zlúčenina zvyčajne obsahuje 55 až 65 hmotnostných percent hydroxidu hlinitého alebo hydroxidu horečnatého. Keď tento minerál nie je úplne rozdrvený a zmáčaný taveninou polyméru, kábel stále vyzerá na cievke perfektne. Problém sa objaví neskôr: neúspešný test hustoty dymu, praskanie pri ohýbaní za studena alebo pomalý pokles izolačného odporu po zrýchlenom starnutí.
Preto sú zmesi elektrických káblov najlepšie chápané ako spoločný produkt formulácie a procesu. Recept stanovuje cieľ; o tom, či ho peleta skutočne dodá, rozhoduje linka na miešanie. Geometria skrutiek, bočné podávanie plnív, kontrola teploty a prispôsobený peletizačný systém spolu určujú kvalitu disperzie, úroveň vlhkosti a konzistenciu medzi dávkami.
Tento článok rozoberá hlavné skupiny zlúčenín, požiadavky na výkon, ktoré musia spĺňať, body, v ktorých skladanie najčastejšie zlyháva a čo treba overiť, keď špecifikujete výrobnú linku.
Čo sa počíta ako zmes elektrického kábla
Tento výraz zahŕňa každý polymérny systém používaný vo vnútri alebo okolo kábla: izolácia vodičov, polovodivé tienenia, podstielkové zmesi a vonkajší plášť. Tieto rodiny sa oveľa viac líšia v obsahu plniva ako v základnom polyméri a tento jediný fakt riadi rozhodnutie o zariadení.
| Zložená rodina | Typický základný polymér | Primárna funkcia | Úroveň plniva alebo prísady |
|---|---|---|---|
| PVC izolácia a plášť | PVC so zmäkčovadlom | Všeobecné rozvody, flexibilné šnúry | 20-50 phr uhličitanu vápenatého plus zmäkčovadlo |
| XLPE napájacia izolácia | LDPE alebo silánom vrúbľovaný PE | Izolácia stredného a vysokého napätia | Menej ako 2 percentá (antioxidant, sieťovacie činidlo) |
| Plášť HFFR / LSZH | Zmesi EVA, LLDPE, EPDM | Nehorľavý plášť s nízkou dymivosťou | 55-65 percent ATH alebo MDH |
| Polovodivé tienenie | EVA alebo EBA kopolymér | Vodivé tienenie okolo vodiča a izolácie | 30-40 percent vodivých sadzí |
| Špeciálne bundy | TPU, PA12, PBT | Odolnosť proti oderu, oleju a prerezaniu | 5-25 percent prísad |
Praktickým dôsledkom je, že jedna línia sa málokedy hodí všetkým. Stroj skonštruovaný na plnenie 60 percent ATH má veľmi odlišné požiadavky na kŕmenie, krútiaci moment a ochranu proti opotrebeniu ako jedna bežiaca nenaplnená izolácia XLPE a prepínanie medzi týmito dvoma bez zmeny konfigurácie skrutiek zvyčajne stojí viac šrotu, ako ušetrí pri plánovaní.
Požiadavky na výkon, ktoré musí zmes spĺňať
Káblové štandardy sa premietajú do pevného zoznamu merateľných cieľov. Zmes, ktorá vynechá ktorýkoľvek z nich, neprejde homologizáciou, akokoľvek dobre beží na extrudéri.
- Dielektrická pevnosť a objemový odpor overené pred a po starnutí vodou.
- Nehorľavosť, vyjadrená ako limitný kyslíkový index a potvrdená testami horenia s jedným horákom.
- Hustota a toxicita dymu, definujúca požiadavka pre triedy LSZH a HFFR používané v tuneloch, staniciach, nemocniciach a dátových centrách.
- Vývoj halogénových kyslých plynov, merané podľa IEC 60754 a EN 50267 pre bezhalogénové špecifikácie.
- Mechanické správanie: pevnosť v ťahu, predĺženie pri pretrhnutí, deformácia za tepla a ohyb za studena pri nízkej teplote.
- Odolnosť proti starnutiu: zachovanie predĺženia po starnutí v peci a prípadne odolnosť voči oleju, ozónu a UV žiareniu.
Tabuľka je skôr kvalitatívnym porovnaním odvetvia než číselnou špecifikáciou a vysvetľuje, prečo žiadna rodina nevyhráva všade. Triedy HFFR vedú v oblasti požiarnej účinnosti a vedú k nákladom a flexibilite. PVC vedie z hľadiska nákladov a jednoduchosti spracovania a zaostáva za dymom a obsahom halogénov. XLPE vedie k dielektrickému správaniu a sám o sebe neponúka takmer žiadnu retardáciu horenia.
Prečo nakladanie a rozptyl plniva rozhoduje o výkone kábla
Bezhalogénové systémy sa spoliehajú na endotermické minerálne plnivá. Hydroxid hlinitý začína uvoľňovať vodu nad približne 200 stupňov Celzia a hydroxid horečnatý nad zhruba 300 stupňov Celzia. To vytvára úzke spracovateľské okno: tavenina musí byť dostatočne horúca, aby zmáčala a rozptýlila plnivo, a zároveň dostatočne chladná, aby sa plnivo nerozložilo vo vnútri suda. Udržiavanie teploty zóny v rozmedzí plus alebo mínus 2 stupne Celzia je realistický cieľ na dobre kontrolovanej linke a je to jeden z najjasnejších rozdielov medzi stabilným a nekonzistentným procesom.
Kvalita disperzie kontroluje tri výsledky naraz. Aglomeráty sa správajú ako lokálne zóny bohaté na palivo a znižujú spomaľovanie horenia. Nezmáčané častice sa stávajú bodmi iniciácie prasklín a predlžujú sa pri pretrhnutí. Zlé zmáčanie sa prejavuje aj ako povrchové chyby na hotovom kábli. V praxi sú najdôležitejšie dve páky: povrchová úprava plniva silanovým alebo titanátovým spojovacím činidlom na zníženie medzipovrchového napätia a požiadavky na krútiaci moment a stratégia deleného podávania, pri ktorej sa polymér topí ako prvý a časť plniva sa pridáva po prúde.
Výber dvojskrutkovej linky na kompaundáciu káblov
Pri výrobe káblových zmesí dominujú súbežne sa otáčajúce zaberajúce dvojzávitovkové extrudéry, pretože kombinujú dopravu, tavenie, disperzné miešanie, distribučné miešanie a odplyňovanie v jednom stroji s nastaviteľným závitovým profilom. Tri špecifikačné čísla rozhodujú o tom, či daný stroj dokáže udržať silne naplnenú formuláciu pri výrobnej rýchlosti: špecifický krútiaci moment v Nm na kubický centimeter, priemer závitovky a pomer vonkajšieho k vnútornému priemeru a rovnováha medzi výkonom a dobou zotrvania.
Špecifický krútiaci moment je najužitočnejším samostatným indikátorom pre plnené zmesi. Vyšší krútiaci moment znamená užitočnejšiu prácu na otáčku predtým, ako hriadeľ závitovky dosiahne svoj limit, čo ponecháva priestor pre hnetacie bloky, ktoré skutočne rozbijú aglomeráty plniva namiesto toho, aby ich iba dopravovali. Vysokovýkonná séria KTS KUNWEI je postavená na tejto požiadavke, pričom spoločnosť špecifikuje maximálny špecifický krútiaci moment 14 Nm/cm³ pre svoje miešacie stroje a rozsah valcov od 8 mm do 177 mm pokrývajúci laboratórne testy cez priemyselný výkon.
Vysokovýkonná séria KTS Technické parametre Zobraziť produkt → Konfigurácia skrutiek nie je pevnou vlastnosťou. Pre formuláciu so 60 percentami ATH sa v zvyčajnom usporiadaní striedajú dopravné prvky s odstupňovanými hnetacími blokmi a zahŕňa aspoň jeden vstupný a jeden výstupný port na vákuové odplyňovanie na odvádzanie vlhkosti uvoľnenej plnivom.
Mechanika miešania za týmito voľbami je podrobnejšie preskúmaná v tejto technickej poznámke strihové a miešacie správanie veľkokapacitnej vysokoplniacej granulačnej linky , čo je priamo relevantné pre silne vyplnené typy plášťov káblov.
Kŕmenie: Tam, kde je veľké množstvo plniva úspešné alebo neúspešné
Väčšina problémov s disperziou, ktoré vyzerajú ako problémy s dizajnom skrutiek, sa v skutočnosti začína na podávacom hrdle. Podávače so stratou hmotnosti držia presnosť okolo plus alebo mínus 0,5 percenta nastavenej rýchlosti, ale presnosť nie je to isté ako konzistencia. Prášky s nízkou objemovou hustotou, vysokou absorpciou vlhkosti alebo širokou distribúciou veľkosti častíc môžu premosťovať, preplachovať alebo pulzovať a extrudér po prúde jednoducho dostane nestabilnú formuláciu.
Pri približne 40 percentnom naplnení plniva je štandardnou praxou rozdelenie krmiva medzi hlavné hrdlo a po prúde bočný podávač. Polymér sa najskôr roztaví a plnivo sa zavedie do už viskóznej taveniny, čo znižuje špičky krútiaceho momentu a zlepšuje zmáčanie. Bočný podávač využívajúci podtlakové podávanie tiež zvyšuje efektívnu objemovú hustotu ľahkých práškov, ako je ATH, takže viac plniva dosiahne taveninu na otáčku skrutky.
Bočný podávač Bočný podávač sa používa na nútené podávanie prášku, krátkeho vlákna alebo premixového materiálu, ktorý môže flexibilne vyhovieť potrebám procesu alebo zvýšiť dávkované množstvo. Na... Zobraziť produkt → V prípade silne plnených káblových zmesí dávkovacie balenie zvyčajne kombinuje hlavný dávkovač pre polymér a aditívnu predzmes so stratou hmotnosti, bočný dávkovač pre minerálne plnivo a bod vstrekovania kvapaliny pre spojovacie činidlá alebo pomocné látky, ak si to formulácia vyžaduje.
Peletizácia a následná manipulácia
Výber peletizácie sa riadi formuláciou, nie naopak. Peletizácia prameňov zostáva najhospodárnejšou cestou pre nízko až stredne veľké druhy plniva a poskytuje operátorom jednoduchú vizuálnu kontrolu kvality disperzie. Vodné prstencové rezanie horúcim povrchom je vhodné pre PVC a iné zlúčeniny citlivé na teplotu. Podvodná peletizácia vyhovuje vysoko plneným triedam HFFR a LSZH, pretože čelo matrice je okamžite rezané vo vode, čím sa vytvárajú rovnomerné guľovité pelety, nižšia úroveň prachu a menej nánosov matrice na lepkavých taveninách s nízkou viskozitou.
Podvodná peletizácia Podvodné povrchové rezanie za tepla znamená, že materiál je vo vode rozrezaný na častice a priamo sleduje prúd vody do potrubia na chladenie a tvarovanie. Zobraziť produkt → V smere prúdenia vibračné sito odstraňuje jemné a nadrozmerné pelety a systém skladovania a dopravy udržuje hotovú zmes utesnenú proti nasávaniu vlhkosti. Tento posledný bod je ľahké podceniť: káblová zmes, ktorá opustí linku podľa špecifikácie, sa môže po niekoľkých týždňoch v otvorenom kontajneri stále vychýliť z tolerancie, najmä ak je podiel plniva vysoký.
Tam, kde sa existujúca linka modernizuje a nie stavia od začiatku, rovnaká logika platí pre celú sekvenciu od kŕmenia po preosievanie. Užitočným odkazom je tento prehľad a veľkokapacitná výrobná linka na granuláciu s vysokou náplňou , ktorá ukazuje, ako sú jednotlivé úseky procesu v praxi nadradené.
Praktický kontrolný zoznam výberu
Pri porovnávaní kompaundačných zariadení pre káblové zmesi sú to body, ktoré oddeľujú fungujúcu linku od tej, ktorá si vyžaduje neustálu pozornosť.
- Spustite skutočnú formuláciu, nie generický polyolefín, na skúšobnej linke dodávateľa predtým, než sa zaviažete; naplnené systémy sa správajú veľmi odlišne od nenaplnených.
- Potvrďte rezervu krútiaceho momentu pri cieľovom výkone, nie pri publikovanom maxime stroja.
- Skontrolujte, či náplň nad 40 percent zvláda bočný podávač s primeranou dopravnou kapacitou pre prášky s nízkou objemovou hmotnosťou.
- Overte toleranciu kontroly teploty vo všetkých zónach suda, pretože minerálne plnivá stanovujú tvrdú hornú hranicu.
- Prispôsobte peletizačný systém skôr viskozite a lepivosti taveniny ako samotnej veľkosti stroja.
- Opýtajte sa na ochranu proti opotrebovaniu skrutiek a valcov a na dodacie lehoty náhradných dielov pre komponenty s vysokým opotrebovaním.
Často kladené otázky o zmesiach elektrických káblov
Q1. Z čoho sú vyrobené zlúčeniny elektrických káblov?
Základný polymér ako PVC, LDPE, EVA alebo EPDM v kombinácii s minerálnymi plnivami, retardérmi horenia, stabilizátormi, spojovacími činidlami, farbivami a pomocnými látkami pri spracovaní. Presný recept závisí od toho, či sa zmes používa na izoláciu, polovodivé tienenie alebo vonkajší plášť.
Q2. Aký je rozdiel medzi káblovými zmesami LSZH a PVC?
Zmesi PVC sa spoliehajú na chlór na spomaľovanie horenia a pri spaľovaní uvoľňujú plyn kyseliny halogénovej a hustý dym. LSZH (low smoke zero halogen) zlúčeniny používajú namiesto toho minerálne plnivá ako ATH alebo MDH, ktoré produkujú oveľa menej dymu a žiadne halogénové kyseliny, pri vyšších materiálových nákladoch a vyššom zaťažení plniva.
Q3. Prečo je dôležitý špecifický krútiaci moment pri vytláčaní káblovej zmesi?
Špecifický krútiaci moment určuje, koľko miešacej práce môže závitovka vykonať na otáčku. Bezhalogénové zlúčeniny spomaľujúce horenie potrebujú silné disperzné miešanie, aby sa rozbili aglomeráty plniva, a stroj s nízkym krútiacim momentom to nedokáže udržať pri rýchlosti výroby.
Q4. Aké plnenie plniva zvládne dvojzávitovkový extrudér?
V moderných dvojzávitovkových linkách so súbežným otáčaním sa bežne používajú formulácie HFFR a LSZH s 55 až 65 percentami hmotnosti minerálneho plniva za predpokladu, že prívod je rozdelený medzi hlavné hrdlo a bočný podávač a že teplotný profil zabraňuje predčasnému rozkladu plniva.
Q5. Ako zabránite vlhkosti a dutinám v peletách z káblovej zmesi?
Použite vákuové odstránenie prchavých látok na extrudéri, skladovanie plniva udržujte v suchu a hotové pelety uzavrite proti nasávaniu vlhkosti. Dutiny a povrchové defekty zvyčajne súvisia s vlhkosťou vstupujúcou s plnivom alebo s nedostatočnou kapacitou odstránenia prchavosti.
Q6. Ktorý peletizačný systém je najlepší pre káblové zmesi LSZH?
Podvodná peletizácia je bežnou voľbou pre vysoko plnené taveniny HFFR a LSZH s nízkou viskozitou, pretože rezanie prebieha okamžite na čele matrice vo vode, čím sa získajú rovnomerné pelety a znižuje sa prach a usadzovanie matrice.
