1. Uvod
U komunikacijskom kablu, pri prenosu visokofrekventnih signala, provodnici će proizvesti skin efekat, a sa povećanjem frekvencije prenesenog signala, skin efekat je sve ozbiljniji. Takozvani skin efekat odnosi se na prenos signala duž vanjske površine unutrašnjeg provodnika i unutrašnje površine vanjskog provodnika koaksijalnog kabla kada frekvencija prenesenog signala dostigne nekoliko kiloherca ili desetina hiljada herca.
Posebno, s obzirom na porast međunarodne cijene bakra i sve veću oskudnost prirodnih resursa bakra, upotreba čelične ili aluminijske žice obložene bakrom za zamjenu bakrenih vodiča postala je važan zadatak za industriju proizvodnje žica i kablova, ali i za njenu promociju korištenjem velikog tržišnog prostora.
Međutim, zbog prethodne obrade, prethodnog niklovanja i drugih procesa, kao i utjecaja rastvora za prevlačenje, žica u bakrenoj žici lako može uzrokovati sljedeće probleme i nedostatke: crnjenje žice, loše prethodno prevlačenje, glavni sloj prevlake se odvaja od kože, što rezultira proizvodnjom otpadne žice i materijala, što povećava troškove proizvodnje. Stoga je izuzetno važno osigurati kvalitet premaza. Ovaj rad se uglavnom bavi principima procesa i postupcima za proizvodnju čelične žice obložene bakrom galvanizacijom, kao i uobičajenim uzrocima problema s kvalitetom i metodama rješavanja. 1 Proces prevlačenja čelične žice obložene bakrom i njegovi uzroci
1. 1 Prethodna obrada žice
Prvo, žica se uranja u alkalni rastvor za kiseljenje, a određeni napon se primjenjuje na žicu (anodu) i ploču (katodu), pri čemu anoda taloži veliku količinu kisika. Glavna uloga ovih plinova je: prvo, nasilni mjehurići na površini čelične žice i obližnjeg elektrolita imaju mehanički učinak miješanja i skidanja, čime se potiče uklanjanje ulja s površine čelične žice i ubrzava proces saponifikacije i emulgiranja ulja i masti; drugo, zbog sitnih mjehurića pričvršćenih na granici između metala i otopine, kada mjehurići i čelična žica izađu, mjehurići će se lijepiti za čeličnu žicu s puno ulja na površini otopine, stoga će mjehurići donijeti puno ulja koje se lijepi za čeličnu žicu na površinu otopine, čime se potiče uklanjanje ulja, a istovremeno nije lako proizvesti vodikovu krhkost anode, tako da se može dobiti dobar premaz.
1. 2 Prevlačenje žice
Prvo, žica se prethodno obrađuje i nikluje uranjanjem u rastvor za prevlačenje i primjenom određenog napona na žicu (katoda) i bakarnu ploču (anoda). Na anodi, bakarna ploča gubi elektrone i formira slobodne dvovalentne ione bakra u elektrolitičkoj (prevlačećoj) kupki:
Cu – 2e→Cu2+
Na katodi se čelična žica elektrolitički reelektronizira, a dvovalentni ioni bakra se talože na žici formirajući čeličnu žicu obloženu bakrom:
Cu2 + + 2e → Cu
Cu2 + + e → Cu +
Cu + + e→ Cu
2H + + 2e → H2
Kada je količina kiseline u rastvoru za prevlačenje nedovoljna, bakar((I)sulfat se lako hidrolizira i formira bakar((I)oksid. Bakar((I)oksid se zadržava u sloju prevlačenja, čineći ga rastresitim. Cu2SO4 + H2O [Cu2O + H2SO4
I. Ključne komponente
Vanjski optički kablovi se uglavnom sastoje od golih vlakana, labavih cijevi, materijala za blokiranje vode, elemenata za ojačanje i vanjskog plašta. Dolaze u različitim strukturama kao što su dizajn centralne cijevi, slojevito použavanje i skeletna struktura.
Gola vlakna odnose se na originalna optička vlakna promjera 250 mikrometara. Obično uključuju jezgreni sloj, sloj omotača i sloj premaza. Različite vrste golih vlakana imaju različite veličine jezgrenog sloja. Na primjer, jednomodna OS2 vlakna su uglavnom 9 mikrometara, dok su višemodna OM2/OM3/OM4/OM5 vlakna 50 mikrometara, a višemodna OM1 vlakna 62,5 mikrometara. Gola vlakna su često označena bojama radi razlikovanja višejezgrenih vlakana.
Cijevi su obično izrađene od visokočvrste inženjerske plastike PBT i koriste se za smještaj golih vlakana. Pružaju zaštitu i ispunjene su gelom koji blokira vodu kako bi se spriječio prodor vode koji bi mogao oštetiti vlakna. Gel također djeluje kao tampon kako bi se spriječilo oštećenje vlakana od udaraca. Proces proizvodnje cjevčica je ključan za osiguranje prekomjerne dužine vlakana.
Materijali za blokiranje vode uključuju mast za blokiranje vode za kablove, pređu za blokiranje vode ili prah za blokiranje vode. Da bi se dodatno poboljšala ukupna sposobnost kabla da blokira vodu, uobičajeni pristup je korištenje masti za blokiranje vode.
Elementi za ojačanje dolaze u metalnim i nemetalnim vrstama. Metalni elementi se često izrađuju od fosfatiranih čeličnih žica, aluminijskih traka ili čeličnih traka. Nemetalni elementi se prvenstveno izrađuju od FRP materijala. Bez obzira na korišteni materijal, ovi elementi moraju pružiti potrebnu mehaničku čvrstoću kako bi ispunili standardne zahtjeve, uključujući otpornost na zatezanje, savijanje, udar i uvijanje.
Vanjski plašt treba uzeti u obzir uvjete korištenja, uključujući vodootpornost, otpornost na UV zračenje i vremenske uvjete. Stoga se crni PE materijal obično koristi, jer njegova odlična fizička i hemijska svojstva osiguravaju pogodnost za vanjsku ugradnju.
2 Uzroci problema s kvalitetom u procesu bakarenja i njihova rješenja
2. 1 Utjecaj prethodne obrade žice na sloj prevlake Prethodna obrada žice je vrlo važna u proizvodnji čelične žice obložene bakrom galvanizacijom. Ako se ulje i oksidni film na površini žice ne u potpunosti eliminiraju, tada prethodno obloženi sloj nikla nije dobro obložen i veza je loša, što će na kraju dovesti do otpadanja glavnog sloja bakrene prevlake. Stoga je važno pratiti koncentraciju alkalnih i tekućina za kiseljenje, struju za kiseljenje i alkalije te jesu li pumpe normalne, a ako nisu, moraju se odmah popraviti. Uobičajeni problemi s kvalitetom u prethodnoj obradi čelične žice i njihova rješenja prikazani su u tabeli.
2. 2 Stabilnost rastvora prije nikla direktno određuje kvalitet sloja prije prevlačenja bakra i igra važnu ulogu u sljedećem koraku prevlačenja bakra. Stoga je važno redovno analizirati i prilagođavati omjer sastava rastvora prije prevlačenja nikla i osigurati da je rastvor prije prevlačenja nikla čist i nekontaminiran.
2.3 Utjecaj glavnog rastvora za prevlačenje na sloj prevlačenja Rastvor za prevlačenje sadrži bakar sulfat i sumpornu kiselinu kao dvije komponente, a sastav i omjer direktno određuju kvalitet sloja prevlačenja. Ako je koncentracija bakar sulfata previsoka, doći će do taloženja kristala bakar sulfata; ako je koncentracija bakar sulfata preniska, žica će lako izgorjeti, što će uticati na efikasnost prevlačenja. Sumporna kiselina može poboljšati električnu provodljivost i efikasnost struje rastvora za galvanizaciju, smanjiti koncentraciju bakarnih iona u rastvoru za galvanizaciju (isti ionski efekat), čime se poboljšava katodna polarizacija i disperzija rastvora za galvanizaciju, povećava se granica gustine struje i sprječava hidroliza bakar(II) sulfata u rastvoru za galvanizaciju u bakar(II) oksid i taloženje, povećavajući stabilnost rastvora za prevlačenje, ali i smanjujući anodnu polarizaciju, što pogoduje normalnom rastvaranju anode. Međutim, treba napomenuti da visok sadržaj sumporne kiseline smanjuje rastvorljivost bakar sulfata. Kada je sadržaj sumporne kiseline u rastvoru za prevlačenje nedovoljan, bakar-sulfat se lako hidrolizira u bakar-oksid i zarobljava u sloju prevlačenja, boja sloja postaje tamna i rastresita; kada postoji višak sumporne kiseline u rastvoru za prevlačenje, a sadržaj bakarne soli je nedovoljan, vodonik će se djelimično ispuštati na katodi, tako da površina sloja prevlačenja izgleda mrljavo. Sadržaj fosfora u bakarnoj ploči također ima važan utjecaj na kvalitet premaza, sadržaj fosfora treba kontrolirati u rasponu od 0,04% do 0,07%. Ako je manji od 0,02%, teško je formirati film koji sprječava stvaranje bakarnih iona, čime se povećava bakarni prah u rastvoru za prevlačenje. Ako je sadržaj fosfora veći od 0,1%, to će utjecati na otapanje bakarne anode, tako da se sadržaj dvovalentnih bakarnih iona u rastvoru za prevlačenje smanjuje i stvara se mnogo anodnog mulja. Osim toga, bakarnu ploču treba redovno ispirati kako bi se spriječilo da anodni talog zagađuje rastvor za prevlačenje i uzrokuje hrapavost i neravnine u sloju prevlačenja.
3 Zaključak
Kroz obradu gore navedenih aspekata, prianjanje i kontinuitet proizvoda su dobri, kvalitet je stabilan, a performanse odlične. Međutim, u stvarnom proizvodnom procesu postoji mnogo faktora koji utiču na kvalitet sloja prevlačenja u procesu prevlačenja, nakon što se problem otkrije, treba ga na vrijeme analizirati i proučiti, te poduzeti odgovarajuće mjere za njegovo rješavanje.
Vrijeme objave: 14. juni 2022.