Žice i kablovi, koji služe kao osnovni nosioci energije za prijenos energije i komunikaciju informacija, imaju performanse koje direktno zavise od procesa izolacije i plašta. S diverzifikacijom zahtjeva moderne industrije za performanse kablova, četiri glavna procesa - ekstruzija, uzdužno omotavanje, spiralno omotavanje i uranjanje - pokazuju jedinstvene prednosti u različitim scenarijima. Ovaj članak se bavi odabirom materijala, tokom procesa i scenarijima primjene svakog procesa, pružajući teorijsku osnovu za dizajn i odabir kablova.
1 Proces ekstruzije
1.1 Materijalni sistemi
Proces ekstruzije prvenstveno koristi termoplastične ili termoreaktivne polimerne materijale:
① Polivinil hlorid (PVC): Niska cijena, jednostavna obrada, pogodan za konvencionalne niskonaponske kablove (npr. standardne kablove UL 1061), ali sa slabom otpornošću na toplinu (temperatura dugotrajne upotrebe ≤70°C).
2Umreženi polietilen (XLPE)Umrežavanjem peroksidom ili zračenjem, nazivna temperatura se povećava na 90°C (standard IEC 60502), koristi se za srednjenaponske i visokonaponske energetske kablove.
③ Termoplastični poliuretan (TPU): Otpornost na abraziju zadovoljava standard ISO 4649, stupanj A, koristi se za kablove lanaca za vuču robota.
④ Fluoroplastika (npr. FEP): Otpornost na visoke temperature (200°C) i otpornost na hemijsku koroziju, ispunjava zahtjeve MIL-W-22759 za vazduhoplovne kablove.
1.2 Karakteristike procesa
Koristi pužni ekstruder za postizanje kontinuiranog premaza:
① Kontrola temperature: XLPE zahtijeva trostepenu kontrolu temperature (zona dovoda 120°C → zona kompresije 150°C → zona homogenizacije 180°C).
② Kontrola debljine: Ekscentricitet mora biti ≤5% (kako je specificirano u GB/T 2951.11).
③ Metoda hlađenja: Gradijentno hlađenje u koritu s vodom kako bi se spriječilo pucanje usljed kristalizacije usljed napona.
1.3 Scenariji primjene
① Prijenos energije: XLPE izolirani kablovi napona 35 kV i niže (GB/T 12706).
② Automobilski kablovski svežnjevi: Tankozidna PVC izolacija (standard ISO 6722 debljine 0,13 mm).
③ Specijalni kablovi: Koaksijalni kablovi izolovani PTFE-om (ASTM D3307).
2 Proces uzdužnog omatanja
2.1 Izbor materijala
① Metalne trake: 0,15 mmpocinčana čelična traka(zahtjevi GB/T 2952), plastificirana aluminijska traka (struktura Al/PET/Al).
② Materijali za blokiranje vode: Traka za blokiranje vode obložena ljepilom od vrućeg topljenja (brzina bubrenja ≥500%).
③ Materijali za zavarivanje: ER5356 aluminijska žica za zavarivanje argonom (standard AWS A5.10).
2.2 Ključne tehnologije
Proces uzdužnog omatanja uključuje tri osnovna koraka:
① Oblikovanje trake: Savijanje ravnih traka u U-oblik → O-oblik putem višestepenog valjanja.
② Kontinuirano zavarivanje: Visokofrekventno indukcijsko zavarivanje (frekvencija 400 kHz, brzina 20 m/min).
③ Online inspekcija: Ispitivač varnica (ispitni napon 9 kV/mm).
2.3 Tipične primjene
① Podmorski kablovi: Uzdužno omotavanje dvoslojnom čeličnom trakom (standardna mehanička čvrstoća prema IEC 60840 ≥400 N/mm²).
② Rudarski kablovi: Valoviti aluminijski omotač (tlačna čvrstoća MT 818.14 ≥20 MPa).
③ Komunikacijski kablovi: Uzdužni omotač od kompozitnog aluminija i plastike (gubitak prijenosa ≤0,1 dB/m @1 GHz).
3. Proces spiralnog omotavanja
3.1 Kombinacije materijala
① Traka od tinjca: Sadržaj muskovita ≥95% (GB/T 5019.6), temperatura otpornosti na vatru 1000°C/90 min.
② Poluprovodnička traka: Sadržaj ugljeničnog crnila 30%～40% (volumenska otpornost 10²～10³ Ω·cm).
③ Kompozitne trake: Poliesterska folija + netkani materijal (debljina 0,05 mm ±0,005 mm).
3.2 Parametri procesa
① Ugao omotavanja: 25°～55° (manji ugao pruža bolju otpornost na savijanje).
② Omjer preklapanja: 50%～70% (za vatrootporne kablove potrebno je preklapanje od 100%).
③ Kontrola napetosti: 0,5～2 N/mm² (kontrola servo motora u zatvorenoj petlji).
3.3 Inovativne aplikacije
① Nuklearni energetski kablovi: Troslojna obloga od tinjca (kvalificirano za LOCA test prema standardu IEEE 383).
② Superprovodljivi kablovi: Poluprovodnička traka za blokiranje vode (kritična stopa zadržavanja struje ≥98%).
③ Visokofrekventni kablovi: omotač od PTFE folije (dielektrična konstanta 2,1 na 1 MHz).
4 Postupak premazivanja uranjanjem
4.1 Sistemi premaza
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: SiO₂ modificirana epoksidna smola (test u slanoj magli >1000 h).
4.2 Poboljšanja procesa
① Vakuumska impregnacija: Pritisak od 0,08 MPa održavan je 30 minuta (brzina punjenja pora >95%).
② UV sušenje: Talasna dužina 365 nm, intenzitet 800 mJ/cm².
③ Gradijentno sušenje: 40°C × 2 h → 80°C × 4 h → 120°C × 1 h.
4.3 Posebne primjene
① Nadzemni provodnici: Antikorozivni premaz modificiran grafenom (gustoća naslaga soli smanjena za 70%).
② Brodski kablovi: Samoobnavljajući poliurea premaz (vrijeme zacjeljivanja pukotina <24 h).
③ Zakopani kablovi: Poluprovodnički premaz (otpor uzemljenja ≤5 Ω·km).
5 Zaključak
Razvojem novih materijala i inteligentne opreme, procesi premazivanja se razvijaju prema kompozitizaciji i digitalizaciji. Na primjer, kombinovana tehnologija ekstruzije i uzdužnog omotavanja omogućava integrisanu proizvodnju troslojne koekstruzije + aluminijumskog plašta, a 5G komunikacijski kablovi koriste kompozitnu izolaciju od nano-premazivanja + omotavanja. Buduće inovacije procesa moraju pronaći optimalnu ravnotežu između kontrole troškova i poboljšanja performansi, što će pokrenuti visokokvalitetni razvoj kablovske industrije.
Vrijeme objave: 31. decembar 2025.