Автоматизоване вимірювання та контроль в'язкості в процесі нанесення покриття на дроти має вирішальне значення для контролю рецептури покриття та в'язкості нанесення в процесі покриття дроту. Для забезпечення стабільно високоякісного, рівномірного покриття зміна в'язкості в усьому технологічному потоці контролюється в режимі реального часу, проводячи вимірювання від базової лінії, а не просто вимірюючи абсолютні значення.
Що таке кабельне покриття?
Покриття кабелів – це процес нанесення захисного або ізоляційного шару на дроти та кабелі для підвищення їхньої довговічності, електричних характеристик та стійкості до факторів навколишнього середовища. Це включає емальоване покриття дроту, де тонкий шар ізоляційного матеріалу, такого як емаль на основі полімерів, наноситься на струмопровідні дроти, такі як мідь або алюміній, для запобігання коротким замиканням та захисту від вологи, стирання та хімічних речовин. Якість в'язкості покриття має вирішальне значення для досягнення рівномірної товщини покриття, забезпечення стабільної ізоляції та загальної надійності продукту в різних сферах застосування, від електродвигунів до телекомунікацій.
Мета процесу нанесення покриття
Процес покриття кабелів виконує кілька важливих функцій, в першу чергу забезпечуючи електричну ізоляцію та механічний захист проводів і кабелів. Він захищає оптимальні властивості виробленого дроту від впливу навколишнього середовища, таких як волога, тепло, хімічні речовини та стирання, одночасно збільшуючи термін служби та забезпечуючи безпечну експлуатацію в різних галузях промисловості.
Це включає захист обмоток від поглинання вологи та руйнівного впливу, такого як олія, кислоти, хімічні речовини, тепло та ріст цвілі, а також з'єднання проводів та ізоляції в тверду, цілісну масу, що протистоїть ударам, вібрації та механічним навантаженням. Крім того, це покращує електричні властивості ізоляторів, підтримуючи їхню працездатність протягом циклів тепла та холоду. Цей процес запобігає коротким замиканням, механічним пошкодженням та погіршенню стану навколишнього середовища, водночас полегшуючи ідентифікацію за допомогою кольорів або маркування. Загалом, це підвищує довговічність, гнучкість та стійкість до стирання, екстремальних температур та хімічних речовин для застосування в двигунах, трансформаторах та високовольтних кабелях.
Як працює процес покриття кабелю?
Процес покриття кабелю включає кілька етапів для нанесення рівномірного шару ізоляції, причому в'язкість покриття відіграє ключову роль у контролі течії та адгезії. Зазвичай голий дріт очищають, покривають емаллю або полімером, затвердівають та тестують. Процес починається з підготовки та очищення, де дроти очищають від забруднень, забезпечуючи оптимальну адгезію.
Далі відбувається нанесення матеріалу, під час якого дріт проходить через емальовану ванну або екструзійну матрицю, де прилипає розплавлений матеріал, з вбудованим вимірюванням в'язкості, яке контролює потік для рівномірного покриття товщини. Після цього відбувається затвердіння, під час якого покритий дріт нагрівають у печі для випаровування розчинників та затвердіння шару, що часто повторюється в кілька проходів для отримання товстішої ізоляції. Після цього відбувається охолодження та намотування, що дозволяє дроту охолонути для стабілізації покриття перед намотуванням на котушки. Нарешті, проводиться контроль якості за допомогою вбудованих віскозиметрів, які регулюють параметри в режимі реального часу для підтримки рівномірного емальованого покриття дроту.
Які матеріали використовуються для покриття кабелів?
Для покриття кабелів вибирають різноманітні матеріали залежно від вимог до застосування, таких як електрична ізоляція, гнучкість та стійкість до навколишнього середовища. До поширених матеріалів належать полімери та емалі з вмістом твердих речовин від 8% до 60% та в'язкістю від 30 до 60 000 мПа·с.
Ключові варіанти включають поліетилен (ПЕ), який забезпечує високу діелектричну міцність, а також стійкість до вологи та хімічних речовин, включаючи такі варіанти, як ПЕНД для гнучкості та ПНД для довговічності.
Полівінілхлорид (ПВХ) є економічно ефективним, вогнестійким та гнучким, що робить його ідеальним матеріалом для кабелів загального призначення. Зшитий поліетилен (XLPE) є термореактивним матеріалом з чудовою термостійкістю, стійкістю до стирання та хімічних речовин для високовольтних застосувань.
Поліуретан (PUR) забезпечує стійкість до стирання в суворих умовах та добру пайність. Поліестерімід (PEI) та поліестер, модифікований THEIC (TPE), – це термостійкі емалі, які часто використовуються в базових покриттях для магнітних проводів.
Поліамідімід (PAI) пропонує високу термостабільність і використовується як верхні покриття для механічного та хімічного покращення. Силіконова гума є термостійкою та стабільною для високотемпературних кабелів. Інші емалі, такі як полівінілформаль (PVF) та самосклеювальні типи, такі як на основі епоксидної смоли, задовольняють конкретні потреби склеювання.
Точки вимірювання в процесі покриття дроту
Точки вимірювання є критично важливими для контролю в'язкості покриття, щоб забезпечити рівномірну товщину покриття. До них належать резервуар або ванна для змішування емалі, де змішуються сировина тавбудовані віскозиметривиявляти початкову в'язкість. Далі йде лінія подачі до аплікатора, що дозволяє регулювати консистенцію подачі перед матрицею або ванною. Далі йдуть етапи після нанесення, що забезпечують перевірку якості товщини та адгезії після затвердіння. Протягом усього технологічного процесу безперервне вимірювання в'язкості фіксує зміни в режимі реального часу, пов'язані з температурою або зсувом.
Сучасні проблеми контролю в'язкості
Контроль в'язкості покриття кабелів стикається з кількома труднощами, що часто призводить до нерівномірного покриття емальованим дротом. Залежність від автономних випробувань є серйозною проблемою, оскільки лабораторні зразки призводять до затримок і неточностей, оскільки в'язкість змінюється залежно від температури та зсуву поза мережею.
Фактори навколишнього середовища, такі як випаровування розчинника, вологість та коливання температури, непередбачувано змінюють в'язкість покриття. Неньютонівська поведінка емалей ще більше ускладнює ситуацію, оскільки вони змінюють в'язкість під дією зсуву, що робить вимірювання за допомогою традиційних інструментів, таких як чашки для витікання, складними та неповторними.
Обмеження обладнання також відіграють певну роль, оскільки лопатеві віскозиметри страждають від помилок випаровування, а ручні методи не враховують динамічні зміни, що збільшує час простою та потреби в технічному обслуговуванні.
Негативні наслідки, спричинені нестабільною в'язкістю
Нестабільна в'язкість покриття призводить до дефектів, які погіршують характеристики кабелю та збільшують витрати. Це призводить до нерівномірної ізоляції, спричиняючи появу отворів, пухирів або надмірної товщини, що, у свою чергу, спричиняє короткі замикання та несправності.
Також відбувається погіршення якості, коли покриття липкі або провисають через високу або низьку в'язкість, що знижує герметичність, гнучкість та механічні властивості.
Збільшення кількості відходів є ще одним наслідком, включаючи вищі показники браку, використання розчинників та переробки, що впливає на норму прибутку та дотримання екологічних норм.
Операційні ризики також зростають, що потенційно може призвести до відкликання продукції, порушень нормативних вимог та втрати визнання на ринку через низьку стійкість до вицвітання та висихання.
Необхідність моніторингу в'язкості в режимі реального часу
Моніторинг у режимі реального часу черезвбудовані віскозиметрижиттєво важливо для вирішення цих проблем шляхом забезпечення безперервних даних, що дозволяє негайно коригувати розчинники та температуру для стабільної в'язкості покриття. Це зменшує коливання, усуваючи помилки вибірки та забезпечуючи рівномірну товщину покриття порівняно з базовими вимірюваннями. Крім того, це підвищує ефективність завдяки автоматизованому контролю, який мінімізує брак, час простою та ризики, пов'язані з дотриманням вимог, у динамічному виробництві.
Переваги вбудованого віскозиметра з покриттям Lonnmeter
ЛонметрВбудований віскозиметр для покриттяпропонує вдосконалене вимірювання в'язкості в потоці для точного контролю покриття кабелів. Це забезпечує високу якість продукції, підтримуючи стабільну в'язкість покриття для рівномірної товщини покриття та бездефектного покриття емалевим дротом.
Ефективність експлуатації підвищується завдяки даним у режимі реального часу, що зменшує час простою, а також легкому встановленню, експлуатації та обслуговуванню через зручний інтерфейс.
Економія коштів досягається шляхом мінімізації відходів, використання розчинників та браку завдяки автоматизованому регулюванню та моніторингу неньютонівських рідин.
Підвищена надійність досягається завдяки вдосконаленим датчикам, які витримують високі температури та агресивні речовини, забезпечуючи точні показники цілодобово. Зрештою, це забезпечує екологічні та регуляторні переваги, підтримуючи більш екологічні процеси та дотримання вимог завдяки зменшенню мінливості та оптимізації ресурсів.
Час публікації: 13 серпня 2025 р.
