მავთულხლართებისა და კაბელების დაფარვის პროცესები: ტექნიკისა და ტექნოლოგიების ყოვლისმომცველი სახელმძღვანელო

ელექტროგადამცემი და საინფორმაციო კომუნიკაციის ძირითადი მატარებლების როლს ასრულებენ მავთულები და კაბელები, რომელთა მუშაობა პირდაპირ დამოკიდებულია იზოლაციისა და გარსაცმის დაფარვის პროცესებზე. კაბელების მუშაობის თანამედროვე ინდუსტრიული მოთხოვნების დივერსიფიკაციასთან ერთად, ოთხი ძირითადი პროცესი - ექსტრუზია, გრძივი შეფუთვა, სპირალური შეფუთვა და ჩაძირვითი საფარი - უნიკალურ უპირატესობებს აჩვენებს სხვადასხვა სცენარში. ეს სტატია დეტალურად განიხილავს თითოეული პროცესის მასალის შერჩევას, პროცესის ნაკადს და გამოყენების სცენარებს, რაც კაბელების დიზაინისა და შერჩევის თეორიულ საფუძველს იძლევა.

1 ექსტრუზიის პროცესი

1.1 მატერიალური სისტემები

ექსტრუზიის პროცესი ძირითადად იყენებს თერმოპლასტიკურ ან თერმომყარ პოლიმერულ მასალებს:

① პოლივინილქლორიდი (PVC): დაბალი ღირებულება, მარტივი დამუშავება, შესაფერისია ჩვეულებრივი დაბალი ძაბვის კაბელებისთვის (მაგ., UL 1061 სტანდარტული კაბელები), მაგრამ აქვს დაბალი სითბოს წინააღმდეგობა (ხანგრძლივი გამოყენების ტემპერატურა ≤70°C).
②ჯვარედინი შეკავშირებული პოლიეთილენი (XLPE)პეროქსიდით ან დასხივებით ჯვარედინი შეერთებით, ტემპერატურის ნომინალური მაჩვენებელი იზრდება 90°C-მდე (IEC 60502 სტანდარტი), რომელიც გამოიყენება საშუალო და მაღალი ძაბვის ელექტრო კაბელებისთვის.
③ თერმოპლასტიკური პოლიურეთანი (TPU): ცვეთამედეგობა შეესაბამება ISO 4649 სტანდარტს A, გამოიყენება რობოტის სამაგრი ჯაჭვის კაბელებისთვის.
④ ფლუოროპლასტიკა (მაგ., FEP): მაღალი ტემპერატურის (200°C) და ქიმიური კოროზიისადმი მდგრადობა, აკმაყოფილებს აერონავტიკის კაბელის MIL-W-22759 მოთხოვნებს.

1.2 პროცესის მახასიათებლები

უწყვეტი საფარის მისაღწევად იყენებს ხრახნიან ექსტრუდერს:

① ტემპერატურის კონტროლი: XLPE-ს სჭირდება სამსაფეხურიანი ტემპერატურის კონტროლი (მიწოდების ზონა 120°C → შეკუმშვის ზონა 150°C → ჰომოგენიზაციის ზონა 180°C).
② სისქის კონტროლი: ექსცენტრულობა უნდა იყოს ≤5% (როგორც მითითებულია GB/T 2951.11-ში).
③ გაგრილების მეთოდი: გრადიენტული გაგრილება წყლის ჭურჭელში კრისტალიზაციის სტრესის ბზარების წარმოქმნის თავიდან ასაცილებლად.

1.3 გამოყენების სცენარები

① სიმძლავრის გადაცემა: 35 კვ და უფრო დაბალი ძაბვის XLPE იზოლირებული კაბელები (GB/T 12706).
② ავტომობილის გაყვანილობის აღკაზმულობა: თხელკედლიანი PVC იზოლაცია (ISO 6722 სტანდარტი 0.13 მმ სისქე).
③ სპეციალური კაბელები: PTFE იზოლირებული კოაქსიალური კაბელები (ASTM D3307).

2 გრძივი შეფუთვის პროცესი

2.1 მასალის შერჩევა

① ლითონის ზოლები: 0.15 მმგალვანიზებული ფოლადის ლენტი(GB/T 2952 მოთხოვნები), პლასტმასით დაფარული ალუმინის ლენტი (Al/PET/Al სტრუქტურა).
② წყლის დამცავი მასალები: ცხელი დნობის წებოვანი საფარით დაფარული წყლის დამცავი ლენტი (შეშუპების სიჩქარე ≥500%).
③ შედუღების მასალები: ER5356 ალუმინის შედუღების მავთული არგონის რკალური შედუღებისთვის (AWS A5.10 სტანდარტი).

2.2 ძირითადი ტექნოლოგიები

გრძივი შეფუთვის პროცესი მოიცავს სამ ძირითად ეტაპს:

① ზოლის ფორმირება: ბრტყელი ზოლების U-ფორმის → O-ფორმის მოღუნვა მრავალსაფეხურიანი გლინვით.
② უწყვეტი შედუღება: მაღალი სიხშირის ინდუქციური შედუღება (სიხშირე 400 kHz, სიჩქარე 20 მ/წთ).
③ ონლაინ შემოწმება: ნაპერწკლების ტესტერი (ტესტის ძაბვა 9 კვ/მმ).

2.3 ტიპიური გამოყენება

① წყალქვეშა კაბელები: ორმაგი ფენის ფოლადის ზოლის გრძივი შეფუთვა (IEC 60840 სტანდარტული მექანიკური სიმტკიცე ≥400 N/mm²).
② სამთო კაბელები: გოფრირებული ალუმინის გარსი (MT 818.14 შეკუმშვის სიმტკიცე ≥20 MPa).
③ საკომუნიკაციო კაბელები: ალუმინ-პლასტმასის კომპოზიტური გრძივი შესაფუთი ფარი (გადაცემის დანაკარგი ≤0.1 დბ/მ @1GHz).

3 სპირალური შეფუთვის პროცესი

3.1 მასალების კომბინაციები

① მიკას ლენტი: მუსკოვიტის შემცველობა ≥95% (GB/T 5019.6), ხანძარსაწინააღმდეგო ტემპერატურა 1000°C/90 წთ.
② ნახევარგამტარი ლენტი: ნახშირბადის შავის შემცველობა 30%~40% (მოცულობითი წინაღობა 10²~10³ Ω·სმ).
③ კომპოზიტური ლენტები: პოლიესტერის ფირი + უქსოვი ქსოვილი (სისქე 0.05 მმ ± 0.005 მმ).

3.2 პროცესის პარამეტრები

① შეფუთვის კუთხე: 25°~55° (უფრო მცირე კუთხე უზრუნველყოფს უკეთეს მოხრის წინააღმდეგობას).
② გადაფარვის კოეფიციენტი: 50%~70% (ცეცხლგამძლე კაბელები საჭიროებენ 100%-იან გადაფარვას).
③ დაჭიმულობის კონტროლი: 0.5~2 N/mm² (სერვოძრავის დახურული ციკლის კონტროლი).

3.3 ინოვაციური აპლიკაციები

① ბირთვული ენერგიის კაბელები: სამშრიანი მიკას ლენტის შეფუთვა (IEEE 383 სტანდარტის LOCA ტესტის კვალიფიკაცია).
② ზეგამტარი კაბელები: ნახევარგამტარი წყლის დამბლოკავი ლენტით შესაფუთი (კრიტიკული დენის შეკავების მაჩვენებელი ≥98%).
③ მაღალი სიხშირის კაბელები: PTFE ფირის შეფუთვა (დიელექტრიკული მუდმივა 2.1 @1MHz).

4 ჩაძირვით დაფარვის პროცესი

4.1 საფარის სისტემები

① ასფალტის საფარი: შეღწევადობა 60~80 (0.1 მმ) @25°C (GB/T 4507).
② პოლიურეთანი: ორკომპონენტიანი სისტემა (NCO∶OH = 1.1∶1), ადჰეზია ≥3B (ASTM D3359).
③ ნანო-საფარები: SiO₂ მოდიფიცირებული ეპოქსიდური ფისი (მარილის შესხურების ტესტი >1000 სთ).

4.2 პროცესის გაუმჯობესება

① ვაკუუმური იმპრეგმენტაცია: წნევა 0.08 მპა შენარჩუნებულია 30 წუთის განმავლობაში (ფორების შევსების სიჩქარე >95%).
② ულტრაიისფერი გამკვრივება: ტალღის სიგრძე 365 ნმ, ინტენსივობა 800 მჯ/სმ².
③ გრადიენტული გაშრობა: 40°C × 2 სთ → 80°C × 4 სთ → 120°C × 1 სთ.

4.3 სპეციალური გამოყენება

① ოვერჰედის გამტარები: გრაფენით მოდიფიცირებული ანტიკოროზიული საფარი (მარილის დეპოზიტის სიმკვრივე შემცირებულია 70%-ით).
② გემის კაბელები: თვითაღდგენითი პოლიურეაზას საფარი (ბზარების შეხორცების დრო <24 საათი).
③ დამარხული კაბელები: ნახევარგამტარი საფარი (დამიწების წინაღობა ≤5 Ω·კმ).

5 დასკვნა

ახალი მასალებისა და ინტელექტუალური აღჭურვილობის განვითარებასთან ერთად, საფარის პროცესები კომპოზიტიზაციისა და დიგიტალიზაციის მიმართულებით ვითარდება. მაგალითად, ექსტრუზია-გრძივი შეფუთვის კომბინირებული ტექნოლოგია სამშრიანი კოექსტრუზიის + ალუმინის გარსის ინტეგრირებულ წარმოებას შესაძლებელს ხდის, ხოლო 5G საკომუნიკაციო კაბელები იყენებენ ნანო-დაფარვას + შეფუთვის კომპოზიტურ იზოლაციას. სამომავლო პროცესების ინოვაციამ უნდა იპოვოს ოპტიმალური ბალანსი ხარჯების კონტროლსა და მუშაობის გაუმჯობესებას შორის, რაც საკაბელო ინდუსტრიის მაღალი ხარისხის განვითარებას შეუწყობს ხელს.