Правады і кабелі, якія служаць асноўнымі носьбітамі энергіі для перадачы інфармацыі і перадачы энергіі, маюць характарыстыкі, якія непасрэдна залежаць ад працэсаў ізаляцыі і пакрыцця абалонкай. З дыверсіфікацыяй сучасных патрабаванняў прамысловасці да характарыстык кабеляў, чатыры асноўныя працэсы — экструзія, падоўжная абгортка, спіральная абгортка і нанясенне пакрыцця акунаннем — дэманструюць унікальныя перавагі ў розных сцэнарыях. У гэтым артыкуле падрабязна разглядаюцца выбар матэрыялаў, тэхналагічны працэс і сцэнарыі прымянення кожнага працэсу, забяспечваючы тэарэтычную аснову для праектавання і выбару кабеляў.
1 Працэс экструзіі
1.1 Матэрыяльныя сістэмы
У працэсе экструзіі ў асноўным выкарыстоўваюцца тэрмапластычныя або тэрмарэактыўныя палімерныя матэрыялы:
① Палівінілхларыд (ПВХ): нізкі кошт, лёгка апрацоўваецца, падыходзіць для звычайных нізкавольтных кабеляў (напрыклад, кабеляў стандарту UL 1061), але мае дрэнную цеплаўстойлівасць (тэмпература працяглага выкарыстання ≤70°C).
②Зшыты поліэтылен (XLPE)Дзякуючы зшыванню пераксідам або апрамяненнем, тэмпература дапушчальнай намінальнай магутнасці павялічваецца да 90°C (стандарт IEC 60502), выкарыстоўваецца для сілавых кабеляў сярэдняга і высокага напружання.
③ Тэрмапластычны поліўрэтан (ТПУ): устойлівасць да ізаляцыі адпавядае стандарту ISO 4649, клас А, выкарыстоўваецца для кабеляў ланцугоў робатаў.
④ Фтарапласты (напрыклад, FEP): устойлівасць да высокіх тэмператур (200°C) і хімічнай карозіі, адпавядаюць патрабаванням MIL-W-22759 да аэракасмічных кабеляў.
1.2 Характарыстыкі працэсу
Выкарыстоўвае шнекавы экструдар для дасягнення бесперапыннага пакрыцця:
① Кантроль тэмпературы: XLPE патрабуе трохступенчатага кантролю тэмпературы (зона падачы 120°C → зона сціскання 150°C → зона гамагенізацыі 180°C).
② Кантроль таўшчыні: Эксцэнтрычнасць павінна быць ≤5% (як пазначана ў GB/T 2951.11).
③ Спосаб астуджэння: градыентнае астуджэнне ў вадзяным жолабе для прадухілення крышталізацыйных расколін пад напружаннем.
1.3 Сцэнарыі прымянення
① Перадача электраэнергіі: кабелі з ізаляцыяй з пашытага поліэтылену на напружанне 35 кВ і ніжэй (GB/T 12706).
② Аўтамабільныя жгуты электраправодкі: тонкасценная ПВХ-ізаляцыя (стандарт ISO 6722, таўшчыня 0,13 мм).
③ Спецыяльныя кабелі: кааксіяльныя кабелі з ізаляцыяй з PTFE (ASTM D3307).
2 Працэс падоўжнага абкручвання
2.1 Выбар матэрыялу
① Металічныя палоскі: 0,15 ммацынкаваная сталёвая стужка(патрабаванні GB/T 2952), алюмініевая стужка з пластыкавым пакрыццём (структура Al/PET/Al).
② Воданепранікальныя матэрыялы: воданепранікальная стужка з тэрмаплаўкім клеем (хуткасць набракання ≥500%).
③ Зварачныя матэрыялы: алюмініевы зварачны дрот ER5356 для аргона-дугавой зваркі (стандарт AWS A5.10).
2.2 Ключавыя тэхналогіі
Працэс падоўжнага абкручвання ўключае ў сябе тры асноўныя этапы:
① Фармаванне палос: згінанне плоскіх палос у U-вобразную форму → O-вобразную форму шляхам шматступенчатай пракаткі.
② Бесперапынная зварка: высокачашчынная індукцыйная зварка (частата 400 кГц, хуткасць 20 м/мін).
③ Праверка ў рэжыме рэальнага часу: іскравы тэстар (выпрабавальнае напружанне 9 кВ/мм2).
2.3 Тыповыя сферы прымянення
① Падводныя кабелі: двухслаёвая падоўжная абгортка сталёвай стужкай (стандартная механічная трываласць паводле IEC 60840 ≥400 Н/мм²).
② Кабелі для горназдабыўной прамысловасці: гафрыраваная алюмініевая абалонка (трываласць на сціск па MT 818.14 ≥20 МПа).
③ Камбінаваныя кабелі сувязі: падоўжны экран з алюмініева-пластыкавага кампазітнага матэрыялу (страты перадачы ≤0,1 дБ/м пры 1 ГГц).
3. Працэс спіральнай абгорткі
3.1 Камбінацыі матэрыялаў
① Слюдзяная стужка: утрыманне мускавіту ≥95% (GB/T 5019.6), тэмпература вогнеўстойлівасці 1000°C/90 хвілін.
② Паўправадніковая стужка: утрыманне сажы 30%～40% (аб'ёмнае супраціўленне 10²～10³ Ом·см).
③ Кампазітныя стужкі: поліэфірная плёнка + нетканае палатно (таўшчыня 0,05 мм ± 0,005 мм).
3.2 Параметры працэсу
① Кут абкручвання: 25°～55° (меншы вугал забяспечвае лепшую ўстойлівасць да выгібу).
② Каэфіцыент перакрыцця: 50%～70% (для вогнеўстойлівых кабеляў патрабуецца 100% перакрыццё).
③ Рэгуляванне нацяжэння: 0,5～2 Н/мм² (кіраванне серварухавіком у замкнёным контуры).
3.3 Інавацыйныя прыкладанні
① Кабелі для атамнай энергіі: трохслаёвая абгортка слюдзянай стужкай (адпавядае стандарту IEEE 383 для выпрабаванняў LOCA).
② Звышправодныя кабелі: паўправадніковая воданепранікальная стужка (крытычны ўзровень утрымання току ≥98%).
③ Высокачастотныя кабелі: абгортка з PTFE-плёнкі (дыэлектрычная пранікальнасць 2,1 пры 1 МГц).
4 Працэс нанясення пакрыцця акунаннем
4.1 Сістэмы пакрыццяў
① Асфальтавыя пакрыцці: пранікненне 60～80 (0,1 мм) пры 25°C (GB/T 4507).
② Паліурэтан: двухкампанентная сістэма (NCO∶OH = 1,1∶1), адгезія ≥3B (ASTM D3359).
③ Нанапакрыцці: мадыфікаваная эпаксідная смала SiO₂ (выпрабаванні ў саляным тумане >1000 гадзін).
4.2 Паляпшэнні працэсаў
① Вакуумная прапітка: ціск 0,08 МПа падтрымліваўся на працягу 30 хвілін (хуткасць запаўнення пор >95%).
② УФ-зацвярдзенне: даўжыня хвалі 365 нм, інтэнсіўнасць 800 мДж/см².
③ Градыентная сушка: 40°C × 2 гадзіны → 80°C × 4 гадзіны → 120°C × 1 гадзіна.
4.3 Спецыяльныя прымяненні
① Паветраныя праваднікі: антыкаразійнае пакрыццё, мадыфікаванае графенам (шчыльнасць саляных адкладаў зніжана на 70%).
② Карабельныя кабелі: самааднаўляльнае полімачавіннае пакрыццё (час гаення расколін <24 гадзіны).
③ Закапаныя кабелі: паўправадніковае пакрыццё (супраціў зазямлення ≤5 Ом·км).
5 Выснова
З развіццём новых матэрыялаў і інтэлектуальнага абсталявання працэсы пакрыцця развіваюцца ў бок кампазітызацыі і лічбавізацыі. Напрыклад, камбінаваная тэхналогія экструзіі і падоўжнага абгортвання дазваляе інтэграваную вытворчасць трохслаёвай сумеснай экструзіі + алюмініевай абалонкі, а ў кабелях сувязі 5G выкарыстоўваецца нанапакрыццё + кампазітная ізаляцыя з абгортвання. Будучыя інавацыі працэсаў павінны знайсці аптымальны баланс паміж кантролем выдаткаў і павышэннем прадукцыйнасці, што будзе спрыяць развіццю высокай якасці кабельнай прамысловасці.
Час публікацыі: 31 снежня 2025 г.