वायर आणि केबल आच्छादन प्रक्रिया: तंत्र आणि तंत्रज्ञानावरील एक सर्वसमावेशक मार्गदर्शक

वीज पारेषण आणि माहिती संप्रेषणाचे मुख्य वाहक म्हणून काम करणाऱ्या तारा आणि केबल्सची कार्यक्षमता थेट इन्सुलेशन आणि आवरणाच्या प्रक्रियांवर अवलंबून असते. केबलच्या कार्यक्षमतेसाठी आधुनिक उद्योगाच्या गरजांमधील विविधतेमुळे, एक्सट्रूजन, लॉंगिट्यूडिनल रॅपिंग, हेलिकल रॅपिंग आणि डिप कोटिंग या चार मुख्य प्रक्रिया वेगवेगळ्या परिस्थितींमध्ये अद्वितीय फायदे दर्शवतात. हा लेख प्रत्येक प्रक्रियेतील सामग्री निवड, प्रक्रिया प्रवाह आणि वापराच्या परिस्थितींचा सखोल अभ्यास करतो, तसेच केबलची रचना आणि निवडीसाठी एक सैद्धांतिक आधार प्रदान करतो.

१ एक्सट्रूजन प्रक्रिया

१.१ पदार्थ प्रणाली

एक्सट्रूजन प्रक्रियेमध्ये प्रामुख्याने थर्मोप्लास्टिक किंवा थर्मोसेटिंग पॉलिमर पदार्थांचा वापर केला जातो:

① पॉलिव्हिनाइल क्लोराइड (PVC): कमी किंमत, प्रक्रिया करण्यास सोपे, पारंपारिक कमी-व्होल्टेज केबल्ससाठी (उदा., UL 1061 मानक केबल्स) योग्य, परंतु उष्णता प्रतिरोधकता कमी असते (दीर्घकालीन वापरासाठी तापमान ≤70°C).
२क्रॉस-लिंक्ड पॉलीथिलीन (XLPE)पेरोक्साइड किंवा इरॅडिएशन क्रॉस-लिंकिंगद्वारे, तापमान रेटिंग 90°C पर्यंत वाढते (IEC 60502 मानक), याचा वापर मध्यम आणि उच्च-व्होल्टेज पॉवर केबल्ससाठी केला जातो.
③ थर्मोप्लास्टिक पॉलीयुरेथेन (TPU): घर्षण प्रतिरोधकता ISO 4649 मानक ग्रेड A पूर्ण करते, रोबोट ड्रॅग चेन केबल्ससाठी वापरले जाते.
④ फ्लोरोप्लास्टिक्स (उदा., FEP): उच्च तापमान प्रतिरोध (200°C) आणि रासायनिक गंज प्रतिरोध, एरोस्पेस केबल MIL-W-22759 आवश्यकता पूर्ण करते.

१.२ प्रक्रियेची वैशिष्ट्ये

सतत कोटिंग मिळवण्यासाठी स्क्रू एक्सट्रूडरचा वापर केला जातो:

① तापमान नियंत्रण: XLPE ला तीन-टप्प्यांचे तापमान नियंत्रण आवश्यक आहे (फीड झोन 120°C → कॉम्प्रेशन झोन 150°C → होमोजिनायझिंग झोन 180°C).
2」 जाडी नियंत्रण: विकेंद्रता ≤5% असणे आवश्यक आहे (GB/T 2951.11 मध्ये नमूद केल्यानुसार).
③ थंड करण्याची पद्धत: स्फटिकीकरणामुळे होणारे ताण तडे टाळण्यासाठी पाण्याच्या टाकीमध्ये क्रमिक शीतलीकरण.

१.३ अनुप्रयोग परिस्थिती

① वीज पारेषण: 35 kV आणि त्याखालील XLPE इन्सुलेटेड केबल्स (GB/T 12706).
② ऑटोमोटिव्ह वायरिंग हार्नेस: पातळ-भिंतीचे पीव्हीसी इन्सुलेशन (आयएसओ ६७२२ मानक ०.१३ मिमी जाडी).
③ विशेष केबल्स: PTFE इन्सुलेटेड कोॲक्सिअल केबल्स (ASTM D3307).

२ अनुदैर्ध्य वेष्टन प्रक्रिया

२.१ सामग्री निवड

① धातूच्या पट्ट्या: ०.१५ मिमीगॅल्वनाइज्ड स्टील टेप(जीबी/टी २९५२ आवश्यकतांनुसार), प्लॅस्टिक लेपित ॲल्युमिनियम टेप (ॲल्युमिनियम/पीईटी/ॲल्युमिनियम संरचना).
② पाणी-रोधक साहित्य: हॉट-मेल्ट ॲडेसिव्हचा लेप असलेली पाणी-रोधक टेप (फुगण्याचा दर ≥500%).
③ वेल्डिंग साहित्य: आर्गॉन आर्क वेल्डिंगसाठी ER5356 ॲल्युमिनियम वेल्डिंग वायर (AWS A5.10 मानक).

२.२ प्रमुख तंत्रज्ञान

अनुदैर्ध्य वेष्टण प्रक्रियेमध्ये तीन मुख्य टप्पे समाविष्ट आहेत:

① पट्टी बनवणे: अनेक टप्प्यांच्या रोलिंगद्वारे सपाट पट्ट्यांना U-आकारातून O-आकारात वाकवणे.
② सतत वेल्डिंग: उच्च-फ्रिक्वेन्सी इंडक्शन वेल्डिंग (फ्रिक्वेन्सी 400 kHz, वेग 20 m/min).
③ ऑनलाइन तपासणी: स्पार्क टेस्टर (चाचणी व्होल्टेज 9 kV/mm).

२.३ ठराविक अनुप्रयोग

① पाणबुडी केबल्स: दुहेरी-थर स्टील स्ट्रिपचे अनुदैर्ध्य वेष्टन (IEC 60840 मानक यांत्रिक शक्ती ≥400 N/mm²).
② खाणकाम केबल्स: नालीदार ॲल्युमिनियम आवरण (एमटी 818.14 संपीडन शक्ती ≥20 MPa).
③ कम्युनिकेशन केबल्स: ॲल्युमिनियम-प्लास्टिक कंपोझिट लांबट वेष्टण शील्ड (ट्रान्समिशन लॉस ≤0.1 dB/m @1GHz).

३ हेलिकल रॅपिंग प्रक्रिया

३.१ सामग्री संयोजन

① मायका टेप: मस्कोव्हाइटचे प्रमाण ≥९५% (GB/T 5019.6), अग्निरोधक तापमान १०००°C/९० मिनिटे.
② अर्धसंवाहक टेप: कार्बन ब्लॅकचे प्रमाण ३०%～४०% (घनफळ रोधकता १०²～१०³ Ω·cm).
3③ कंपोझिट टेप्स: पॉलिस्टर फिल्म + नॉन-वोव्हन फॅब्रिक (जाडी 0.05 मिमी ±0.005 मिमी).

३.२ प्रक्रिया मापदंड

① गुंडाळण्याचा कोन: २५°～५५° (लहान कोनामुळे वाकण्याला चांगला प्रतिकार मिळतो).
② ओव्हरलॅप गुणोत्तर: ५०%～७०% (अग्निरोधक केबल्ससाठी १००% ओव्हरलॅप आवश्यक आहे).
3③ तणाव नियंत्रण: 0.5～2 N/mm² (सर्वो मोटर क्लोज्ड-लूप नियंत्रण).

३.३ नाविन्यपूर्ण अनुप्रयोग

① अणुऊर्जा केबल्स: तीन-स्तरीय मायका टेपचे आवरण (IEEE 383 मानक LOCA चाचणीत पात्र).
2」 सुपरकंडक्टिंग केबल्स: सेमीकंडक्टिंग वॉटर-ब्लॉकिंग टेप रॅपिंग (क्रिटिकल करंट रिटेन्शन रेट ≥98%).
③ उच्च-फ्रिक्वेन्सी केबल्स: PTFE फिल्म आवरण (डायलेक्ट्रिक स्थिरांक 2.1 @1MHz).

४ डिप कोटिंग प्रक्रिया

४.१ लेपन प्रणाली

① डांबरी लेप: भेदनक्षमता 60～80 (0.1 मिमी) @25°C (GB/T 4507).
② पॉलीयुरेथेन: द्वि-घटक प्रणाली (NCO∶OH = 1.1∶1), आसंजन ≥3B (ASTM D3359).
3③ नॅनो-कोटिंग्ज: SiO₂ सुधारित इपॉक्सी रेझिन (सॉल्ट स्प्रे चाचणी >1000 तास).

४.२ प्रक्रियेतील सुधारणा

① व्हॅक्यूम इम्प्रग्नेशन: 0.08 MPa दाब 30 मिनिटांसाठी कायम ठेवला (छिद्र भरण्याचा दर >95%).
② UV क्युरिंग: तरंगलांबी 365 nm, तीव्रता 800 mJ/cm².
3③ ग्रेडियंट ड्रायिंग: 40°C × 2 तास → 80°C × 4 तास → 120°C × 1 तास.

४.३ विशेष अर्ज

① ओव्हरहेड कंडक्टर: ग्राफीन-सुधारित गंज-प्रतिरोधक कोटिंग (क्षार साठण्याची घनता ७०% ने कमी होते).
② जहाजावरील केबल्स: स्वतःहून दुरुस्त होणारे पॉलीयुरिया कोटिंग (तडे भरण्याचा वेळ <२४ तास).
3③ जमिनीखालील केबल्स: अर्धसंवाहक आवरण (ग्राउंडिंग रेझिस्टन्स ≤5 Ω·km).

५ निष्कर्ष

नवीन सामग्री आणि बुद्धिमान उपकरणांच्या विकासामुळे, आवरण प्रक्रिया संमिश्रीकरण आणि डिजिटलीकरणाच्या दिशेने विकसित होत आहेत. उदाहरणार्थ, एक्सट्रूजन-लॉन्जिट्युडिनल रॅपिंग संयुक्त तंत्रज्ञानामुळे तीन-स्तरीय को-एक्सट्रूजन + ॲल्युमिनियम शीथचे एकात्मिक उत्पादन शक्य होते, आणि 5G कम्युनिकेशन केबल्समध्ये नॅनो-कोटिंग + रॅपिंग कंपोझिट इन्सुलेशनचा वापर केला जातो. भविष्यातील प्रक्रिया नवोपक्रमाला खर्च नियंत्रण आणि कार्यक्षमता वृद्धी यांच्यात इष्टतम संतुलन साधण्याची गरज आहे, ज्यामुळे केबल उद्योगाच्या उच्च-गुणवत्तेच्या विकासाला चालना मिळेल.