Firele și cablurile, care servesc drept suporturi principale pentru transmiterea energiei și comunicarea informațiilor, au performanțe care depind direct de procesele de izolație și înveliș. Odată cu diversificarea cerințelor industriei moderne privind performanța cablurilor, patru procese principale - extrudarea, înfășurarea longitudinală, înfășurarea elicoidală și imersarea - demonstrează avantaje unice în diferite scenarii. Acest articol analizează în detaliu selecția materialelor, fluxul procesului și scenariile de aplicare ale fiecărui proces, oferind o bază teoretică pentru proiectarea și selecția cablurilor.
1 Proces de extrudare
1.1 Sisteme materiale
Procesul de extrudare utilizează în principal materiale polimerice termoplastice sau termorezistente:
① Clorură de polivinil (PVC): Cost redus, prelucrare ușoară, potrivită pentru cabluri convenționale de joasă tensiune (de exemplu, cabluri standard UL 1061), dar cu rezistență slabă la căldură (temperatura de utilizare pe termen lung ≤70°C).
2.Polietilenă reticulată (XLPE)Prin reticulare cu peroxid sau iradiere, temperatura nominală crește până la 90°C (standardul IEC 60502), utilizată pentru cabluri de energie de medie și înaltă tensiune.
③ Poliuretan termoplastic (TPU): Rezistența la abraziune respectă standardul ISO 4649, gradul A, utilizat pentru cablurile lanțurilor de tracțiune pentru roboți.
④ Fluoroplastice (de exemplu, FEP): Rezistență la temperaturi ridicate (200°C) și rezistență la coroziune chimică, respectând cerințele MIL-W-22759 pentru cabluri aerospațiale.
1.2 Caracteristicile procesului
Folosește un extruder cu șurub pentru a obține o acoperire continuă:
① Controlul temperaturii: XLPE necesită un control al temperaturii în trei etape (zona de alimentare 120°C → zona de compresie 150°C → zona de omogenizare 180°C).
② Controlul grosimii: Excentricitatea trebuie să fie ≤5% (conform specificațiilor din GB/T 2951.11).
③ Metodă de răcire: Răcire gradientă într-un jgheab de apă pentru a preveni fisurarea sub stres la cristalizare.
1.3 Scenarii de aplicare
① Transmisia puterii: Cabluri izolate XLPE de 35 kV și mai mici (GB/T 12706).
② Cablaje auto: Izolație PVC cu pereți subțiri (standard ISO 6722, grosime 0,13 mm).
③ Cabluri speciale: cabluri coaxiale izolate cu PTFE (ASTM D3307).
2 Procesul de înfășurare longitudinală
2.1 Selectarea materialelor
① Benzi metalice: 0,15 mmbandă de oțel galvanizat(cerințe GB/T 2952), bandă de aluminiu acoperită cu plastic (structură Al/PET/Al).
② Materiale de blocare a apei: Bandă de blocare a apei acoperită cu adeziv topit la cald (rată de umflare ≥500%).
③ Materiale de sudură: Sârmă de sudură din aluminiu ER5356 pentru sudarea cu arc de argon (standardul AWS A5.10).
2.2 Tehnologii cheie
Procesul de înfășurare longitudinală implică trei etape principale:
① Formarea benzilor: Îndoirea benzilor plate în formă de U → O prin laminare în mai multe etape.
② Sudare continuă: Sudare prin inducție de înaltă frecvență (frecvență 400 kHz, viteză 20 m/min).
③ Inspecție online: Aparat de testare a scânteilor (tensiune de testare 9 kV/mm).
2.3 Aplicații tipice
① Cabluri submarine: Înfășurare longitudinală din bandă de oțel dublu strat (rezistență mecanică standard IEC 60840 ≥400 N/mm²).
② Cabluri miniere: Manta ondulată din aluminiu (MT 818.14 rezistență la compresiune ≥20 MPa).
③ Cabluri de comunicație: Ecran longitudinal compozit aluminiu-plastic (pierdere de transmisie ≤0,1 dB/m la 1 GHz).
3 Proces de înfășurare elicoidală
3.1 Combinații de materiale
① Bandă de mică: conținut de muscovită ≥95% (GB/T 5019.6), temperatură de rezistență la foc 1000°C/90 min.
② Bandă semiconductoare: Conținut de negru de fum 30%～40% (rezistivitate volumică 10²～10³ Ω·cm).
③ Benzi compozite: Folie de poliester + material nețesut (grosime 0,05 mm ± 0,005 mm).
3.2 Parametrii procesului
① Unghi de înfășurare: 25°～55° (unghiul mai mic oferă o rezistență mai bună la încovoiere).
② Raport de suprapunere: 50%～70% (cablurile rezistente la foc necesită o suprapunere de 100%).
③ Controlul tensiunii: 0,5～2 N/mm² (control în buclă închisă al servomotorului).
3.3 Aplicații inovatoare
① Cabluri de energie nucleară: Înfășurare cu bandă de mică în trei straturi (calificate conform standardului IEEE 383 pentru testul LOCA).
② Cabluri supraconductoare: Bandă de înfășurare semiconductoare care blochează apa (rată de retenție a curentului critic ≥98%).
③ Cabluri de înaltă frecvență: învelitoare în folie de PTFE (constantă dielectrică 2,1 la 1 MHz).
Procesul de acoperire prin imersie 4
4.1 Sisteme de acoperire
① Acoperiri asfaltice: Penetrație 60～80 (0,1 mm) la 25°C (GB/T 4507).
② Poliuretan: Sistem bicomponent (NCO∶OH = 1,1:1), aderență ≥3B (ASTM D3359).
③ Nano-acoperiri: rășină epoxidică modificată cu SiO₂ (test la pulverizare cu sare >1000 h).
4.2 Îmbunătățiri ale procesului
① Impregnare în vid: Presiune de 0,08 MPa menținută timp de 30 de minute (rata de umplere a porilor >95%).
② Uscare UV: Lungime de undă 365 nm, intensitate 800 mJ/cm².
③ Uscare în gradient: 40°C × 2 h → 80°C × 4 h → 120°C × 1 h.
4.3 Aplicații speciale
① Conductori aeriani: Acoperire anticorozivă modificată cu grafen (densitatea depunerii de sare redusă cu 70%).
② Cabluri de bord: Acoperire auto-reparatoare din poliuree (timp de reparare a fisurilor <24 h).
③ Cabluri îngropate: Înveliș semiconductor (rezistență de împământare ≤5 Ω·km).
5 Concluzie
Odată cu dezvoltarea de noi materiale și echipamente inteligente, procesele de acoperire evoluează către compozitizare și digitalizare. De exemplu, tehnologia combinată de extrudare-înfășurare longitudinală permite producția integrată de co-extrudare în trei straturi + manta de aluminiu, iar cablurile de comunicații 5G utilizează izolație compozită nano-acoperire + înfășurare. Inovațiile viitoare în procese trebuie să găsească echilibrul optim între controlul costurilor și îmbunătățirea performanței, stimulând dezvoltarea de înaltă calitate a industriei cablurilor.
Data publicării: 31 decembrie 2025