Τα σύρματα και τα καλώδια, που χρησιμεύουν ως οι βασικοί φορείς για τη μετάδοση ισχύος και την επικοινωνία πληροφοριών, έχουν απόδοση που εξαρτάται άμεσα από τις διαδικασίες μόνωσης και κάλυψης με επένδυση. Με τη διαφοροποίηση των σύγχρονων βιομηχανικών απαιτήσεων για την απόδοση των καλωδίων, τέσσερις κύριες διαδικασίες - εξώθηση, διαμήκης περιτύλιξη, ελικοειδής περιτύλιξη και εμβάπτιση - επιδεικνύουν μοναδικά πλεονεκτήματα σε διαφορετικά σενάρια. Αυτό το άρθρο εμβαθύνει στην επιλογή υλικού, τη ροή της διαδικασίας και τα σενάρια εφαρμογής κάθε διαδικασίας, παρέχοντας μια θεωρητική βάση για το σχεδιασμό και την επιλογή καλωδίων.
1 Διαδικασία εξώθησης
1.1 Συστήματα Υλικών
Η διαδικασία εξώθησης χρησιμοποιεί κυρίως θερμοπλαστικά ή θερμοσκληρυνόμενα πολυμερή υλικά:
① Χλωριούχο πολυβινύλιο (PVC): Χαμηλού κόστους, εύκολη επεξεργασία, κατάλληλο για συμβατικά καλώδια χαμηλής τάσης (π.χ., καλώδια προτύπου UL 1061), αλλά με κακή αντοχή στη θερμότητα (θερμοκρασία μακροχρόνιας χρήσης ≤70°C).
②Διασταυρωμένο πολυαιθυλένιο (XLPE)Μέσω της διασύνδεσης με υπεροξείδιο ή ακτινοβολία, η ονομαστική θερμοκρασία αυξάνεται στους 90°C (πρότυπο IEC 60502), που χρησιμοποιείται για καλώδια τροφοδοσίας μέσης και υψηλής τάσης.
③ Θερμοπλαστική πολυουρεθάνη (TPU): Η αντοχή στην τριβή πληροί το πρότυπο ISO 4649 Standard Grade A, που χρησιμοποιείται για καλώδια αλυσίδας έλξης ρομπότ.
④ Φθοροπλαστικά (π.χ., FEP): Αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία (200°C) και χημική διάβρωση, που πληρούν τις απαιτήσεις MIL-W-22759 για τα αεροδιαστημικά καλώδια.
1.2 Χαρακτηριστικά Διαδικασίας
Χρησιμοποιεί έναν κοχλιωτό εξωθητήρα για την επίτευξη συνεχούς επίστρωσης:
① Έλεγχος θερμοκρασίας: Το XLPE απαιτεί έλεγχο θερμοκρασίας τριών σταδίων (ζώνη τροφοδοσίας 120°C → ζώνη συμπίεσης 150°C → ζώνη ομογενοποίησης 180°C).
② Έλεγχος πάχους: Η εκκεντρότητα πρέπει να είναι ≤5% (όπως ορίζεται στο GB/T 2951.11).
③ Μέθοδος ψύξης: Ψύξη με κλίση σε δοχείο νερού για την αποφυγή ρωγμών λόγω τάσης κρυστάλλωσης.
1.3 Σενάρια Εφαρμογής
① Μετάδοση Ισχύος: Καλώδια με μόνωση XLPE 35 kV και κάτω (GB/T 12706).
② Καλωδιώσεις αυτοκινήτου: Μόνωση από λεπτό τοίχωμα PVC (πρότυπο ISO 6722 πάχος 0,13 mm).
③ Ειδικά καλώδια: Ομοαξονικά καλώδια με μόνωση PTFE (ASTM D3307).
2 Διαδικασία Διαμήκους Περιτύλιξης
2.1 Επιλογή Υλικού
① Μεταλλικές λωρίδες: 0,15 mmγαλβανισμένη ταινία χάλυβα(Απαιτήσεις GB/T 2952), ταινία αλουμινίου με πλαστική επικάλυψη (δομή Al/PET/Al).
② Υλικά που μπλοκάρουν το νερό: Ταινία που μπλοκάρει το νερό με επικάλυψη θερμοκολλητικής κόλλας (ποσοστό διόγκωσης ≥500%).
③ Υλικά συγκόλλησης: Σύρμα συγκόλλησης αλουμινίου ER5356 για συγκόλληση με τόξο αργού (πρότυπο AWS A5.10).
2.2 Βασικές Τεχνολογίες
Η διαδικασία διαμήκους περιτύλιξης περιλαμβάνει τρία βασικά βήματα:
① Σχηματισμός λωρίδων: Κάμψη επίπεδων λωρίδων σε σχήμα U → σχήμα O μέσω πολυβάθμιας κύλισης.
② Συνεχής συγκόλληση: Συγκόλληση επαγωγής υψηλής συχνότητας (συχνότητα 400 kHz, ταχύτητα 20 m/min).
③ Ηλεκτρονική επιθεώρηση: Δοκιμαστής σπινθήρων (τάση δοκιμής 9 kV/mm).
2.3 Τυπικές εφαρμογές
① Υποβρύχια καλώδια: Διαμήκης περιτύλιξη διπλής στρώσης χαλύβδινης ταινίας (πρότυπο IEC 60840 μηχανική αντοχή ≥400 N/mm²).
② Καλώδια εξόρυξης: Θήκη από κυματοειδές αλουμίνιο (αντοχή σε θλίψη MT 818.14 ≥20 MPa).
③ Καλώδια επικοινωνίας: Διαμήκης θωράκιση περιτύλιξης από σύνθετο αλουμίνιο-πλαστικό (απώλεια μετάδοσης ≤0,1 dB/m @1GHz).
3 Διαδικασία ελικοειδούς περιτύλιξης
3.1 Συνδυασμοί υλικών
① Ταινία μίκας: Περιεκτικότητα σε μοσχοβίτη ≥95% (GB/T 5019.6), θερμοκρασία αντοχής στη φωτιά 1000°C/90 λεπτά.
② Ημιαγώγιμη ταινία: Περιεκτικότητα σε αιθάλη 30%~40% (αντίσταση όγκου 10²~10³ Ω·cm).
③ Σύνθετες ταινίες: Πολυεστερική μεμβράνη + μη υφασμένο ύφασμα (πάχος 0,05 mm ±0,005 mm).
3.2 Παράμετροι Διεργασίας
① Γωνία περιτύλιξης: 25°~55° (η μικρότερη γωνία παρέχει καλύτερη αντοχή στην κάμψη).
② Αναλογία επικάλυψης: 50%~70% (τα πυρίμαχα καλώδια απαιτούν 100% επικάλυψη).
③ Έλεγχος τάσης: 0,5~2 N/mm² (έλεγχος κλειστού βρόχου σερβοκινητήρα).
3.3 Καινοτόμες Εφαρμογές
① Καλώδια πυρηνικής ενέργειας: Περιτύλιγμα ταινίας μαρμαρυγία τριών στρώσεων (πιστοποιημένο σύμφωνα με το πρότυπο IEEE 383).
② Υπεραγώγιμα καλώδια: Ημιαγώγιμη ταινία περιτύλιξης που μπλοκάρει το νερό (κρίσιμο ποσοστό κατακράτησης ρεύματος ≥98%).
③ Καλώδια υψηλής συχνότητας: Περιτύλιγμα μεμβράνης PTFE (διηλεκτρική σταθερά 2,1 @1MHz).
Διαδικασία επίστρωσης με 4 εμβάπτιση
4.1 Συστήματα Επικάλυψης
① Επιστρώσεις ασφάλτου: Διείσδυση 60~80 (0,1 mm) @25°C (GB/T 4507).
② Πολυουρεθάνη: Σύστημα δύο συστατικών (NCO∶OH = 1,1∶1), πρόσφυση ≥3B (ASTM D3359).
③ Νανοεπικαλύψεις: Εποξειδική ρητίνη τροποποιημένη με SiO₂ (δοκιμή ψεκασμού με αλάτι >1000 ώρες).
4.2 Βελτιώσεις Διαδικασιών
① Εμποτισμός κενού: Πίεση 0,08 MPa διατηρούμενη για 30 λεπτά (ρυθμός πλήρωσης πόρων >95%).
② Σκλήρυνση με υπεριώδη ακτινοβολία: Μήκος κύματος 365 nm, ένταση 800 mJ/cm².
③ Στέγνωμα με διαβάθμιση: 40°C × 2 ώρες → 80°C × 4 ώρες → 120°C × 1 ώρα.
4.3 Ειδικές Εφαρμογές
① Υπέργειοι αγωγοί: Αντιδιαβρωτική επίστρωση τροποποιημένη με γραφένιο (η πυκνότητα εναπόθεσης αλάτων μειώνεται κατά 70%).
② Καλώδια Πλοίου: Αυτοεπιδιορθούμενη επίστρωση πολυουρίας (χρόνος επούλωσης ρωγμών <24 ώρες).
③ Θαμμένα καλώδια: Ημιαγώγιμη επίστρωση (αντίσταση γείωσης ≤5 Ω·km).
5 Συμπέρασμα
Με την ανάπτυξη νέων υλικών και έξυπνου εξοπλισμού, οι διαδικασίες κάλυψης εξελίσσονται προς τη σύνθετη επεξεργασία και την ψηφιοποίηση. Για παράδειγμα, η συνδυασμένη τεχνολογία εξώθησης-διαμήκους περιτύλιξης επιτρέπει την ολοκληρωμένη παραγωγή τριστρωματικής συνεξώθησης + θήκης αλουμινίου, και τα καλώδια επικοινωνίας 5G χρησιμοποιούν νανο-επικάλυψη + σύνθετη μόνωση περιτύλιξης. Η μελλοντική καινοτομία στις διαδικασίες πρέπει να βρει τη βέλτιστη ισορροπία μεταξύ ελέγχου του κόστους και βελτίωσης της απόδοσης, οδηγώντας την ανάπτυξη υψηλής ποιότητας της βιομηχανίας καλωδίων.
Ώρα δημοσίευσης: 31 Δεκεμβρίου 2025