1. Uvod
U komunikacijskom kabelu, pri prijenosu visokofrekventnih signala, vodiči će proizvesti skin efekt, a s povećanjem frekvencije odašiljanog signala, skin efekt je sve ozbiljniji. Takozvani skin efekt odnosi se na prijenos signala duž vanjske površine unutarnjeg vodiča i unutarnje površine vanjskog vodiča koaksijalnog kabela kada frekvencija odašiljanog signala dosegne nekoliko kiloherca ili desetaka tisuća herca.
Posebno, s porastom međunarodne cijene bakra i sve oskudnijim resursima bakra u prirodi, korištenje čelične ili aluminijske žice obložene bakrom za zamjenu bakrenih vodiča postalo je važan zadatak za industriju proizvodnje žica i kabela, ali i za njezinu promociju korištenjem velikog tržišnog prostora.
No, zbog prethodne obrade, prethodnog niklanja i drugih procesa, kao i utjecaja otopine za prevlačenje, žica u bakrenoj žici lako može uzrokovati sljedeće probleme i nedostatke: crnjenje žice, loše prethodno prevlačenje, glavni sloj prevlake se odvaja od kože, što rezultira proizvodnjom otpadne žice, otpada materijala, tako da se troškovi proizvodnje proizvoda povećavaju. Stoga je izuzetno važno osigurati kvalitetu premaza. Ovaj rad uglavnom raspravlja o procesnim principima i postupcima za proizvodnju čelične žice obložene bakrom galvanizacijom, kao i o uobičajenim uzrocima problema s kvalitetom i metodama rješavanja. 1 Proces prevlačenja čelične žice obložene bakrom i njegovi uzroci
1. 1 Prethodna obrada žice
Prvo, žica se uroni u lužnatu otopinu za kiseljenje, a određeni napon se primjenjuje na žicu (anodu) i ploču (katodu), anoda taloži veliku količinu kisika. Glavne uloge ovih plinova su: prvo, nasilni mjehurići na površini čelične žice i obližnjeg elektrolita igraju mehanički učinak miješanja i skidanja, čime se potiče uklanjanje ulja s površine čelične žice, ubrzavajući proces saponifikacije i emulgiranja ulja i masti; drugo, zbog sitnih mjehurića pričvršćenih na granici između metala i otopine, kada mjehurići i čelična žica izađu, mjehurići će se prilijepiti za čeličnu žicu s puno ulja na površinu otopine, stoga će mjehurići donijeti puno ulja koje se prilijepi za čeličnu žicu na površinu otopine, čime se potiče uklanjanje ulja, a istovremeno nije lako proizvesti vodikovu krhkost anode, tako da se može dobiti dobar premaz.
1. 2 Prevlačenje žice
Prvo se žica prethodno obrađuje i nikla uranjanjem u otopinu za galvanizaciju i primjenom određenog napona na žicu (katoda) i bakrenu ploču (anoda). Na anodi bakrena ploča gubi elektrone i stvara slobodne dvovalentne ione bakra u elektrolitičkoj (galvanskoj) kupelji:
Cu – 2e→Cu2+
Na katodi se čelična žica elektrolitički reelektronizira, a dvovalentni ioni bakra talože se na žici tvoreći čeličnu žicu obloženu bakrom:
Cu2 + + 2e → Cu
Cu2 + + e → Cu +
Cu + + e→ Cu
2H + + 2e → H2
Kada je količina kiseline u otopini za prevlačenje nedovoljna, bakrov(I) sulfat se lako hidrolizira i tvori bakrov(I) oksid. Bakrov(I) oksid se zadržava u sloju prevlačenja, čineći ga rastresitim. Cu2SO4 + H2O [Cu2O + H2SO4
I. Ključne komponente
Vanjski optički kabeli obično se sastoje od golih vlakana, labavih cijevi, materijala za blokiranje vode, elemenata za ojačanje i vanjskog plašta. Dolaze u različitim strukturama kao što su dizajn središnje cijevi, slojevito použavanje i skeletna struktura.
Gola vlakna odnose se na originalna optička vlakna promjera 250 mikrometara. Obično uključuju jezgreni sloj, sloj omotača i sloj premaza. Različite vrste golih vlakana imaju različite veličine jezgrenog sloja. Na primjer, jednomodna OS2 vlakna su općenito 9 mikrometara, dok su višemodna OM2/OM3/OM4/OM5 vlakna 50 mikrometara, a višemodna OM1 vlakna 62,5 mikrometara. Gola vlakna su često označena bojama radi razlikovanja višejezgrenih vlakana.
Cijevi su obično izrađene od visokočvrste inženjerske plastike PBT i koriste se za smještaj golih vlakana. Pružaju zaštitu i ispunjene su gelom koji blokira vodu kako bi se spriječio prodor vode koji bi mogao oštetiti vlakna. Gel također djeluje kao tampon kako bi se spriječilo oštećenje vlakana od udaraca. Proces proizvodnje cjevčica ključan je za osiguranje prekomjerne duljine vlakana.
Materijali za blokiranje vode uključuju mast za blokiranje vode za kabele, pređu za blokiranje vode ili prah za blokiranje vode. Kako bi se dodatno poboljšala ukupna sposobnost kabela za blokiranje vode, uobičajeni pristup je korištenje masti za blokiranje vode.
Elementi za ojačanje dolaze u metalnim i nemetalnim vrstama. Metalni su često izrađeni od fosfatiranih čeličnih žica, aluminijskih traka ili čeličnih traka. Nemetalni elementi su prvenstveno izrađeni od FRP materijala. Bez obzira na korišteni materijal, ovi elementi moraju pružiti potrebnu mehaničku čvrstoću kako bi zadovoljili standardne zahtjeve, uključujući otpornost na napetost, savijanje, udarce i uvijanje.
Vanjski plašt treba uzeti u obzir uvjete korištenja, uključujući vodootpornost, otpornost na UV zračenje i vremenske uvjete. Stoga se često koristi crni PE materijal, jer njegova izvrsna fizikalna i kemijska svojstva osiguravaju prikladnost za vanjsku ugradnju.
2 Uzroci problema s kvalitetom u procesu bakrenja i njihova rješenja
2. 1 Utjecaj prethodne obrade žice na sloj prevlake Prethodna obrada žice vrlo je važna u proizvodnji čelične žice obložene bakrom galvanizacijom. Ako se uljni i oksidni film na površini žice ne ukloni u potpunosti, tada prethodno obloženi sloj nikla nije dobro obložen i veza je loša, što će na kraju dovesti do otpadanja glavnog sloja bakrene prevlake. Stoga je važno pratiti koncentraciju alkalnih i tekućina za kiseljenje, struju kiseljenja i alkalija te jesu li pumpe normalne, a ako nisu, moraju se odmah popraviti. Uobičajeni problemi s kvalitetom u prethodnoj obradi čelične žice i njihova rješenja prikazani su u tablici
2. 2 Stabilnost otopine prije nikla izravno određuje kvalitetu sloja prije prevlačenja i igra važnu ulogu u sljedećem koraku bakrenja. Stoga je važno redovito analizirati i prilagođavati omjer sastava otopine prije prevlačenja nikla te osigurati da je otopina prije prevlačenja nikla čista i nekontaminirana.
2.3 Utjecaj glavne otopine za prevlačenje na sloj prevlačenja Otopina za prevlačenje sadrži bakrov sulfat i sumpornu kiselinu kao dvije komponente, a sastav i omjer izravno određuju kvalitetu sloja prevlačenja. Ako je koncentracija bakrovog sulfata previsoka, kristali bakrovog sulfata će se taložiti; ako je koncentracija bakrovog sulfata preniska, žica će se lako zagorjeti, što će utjecati na učinkovitost prevlačenja. Sumporna kiselina može poboljšati električnu vodljivost i učinkovitost struje otopine za galvanizaciju, smanjiti koncentraciju bakrovih iona u otopini za galvanizaciju (isti ionski učinak), čime se poboljšava katodna polarizacija i disperzija otopine za galvanizaciju, povećava se granica gustoće struje i sprječava hidroliza bakrovog sulfata u otopini za galvanizaciju u bakrov oksid i taloženje, povećavajući stabilnost otopine za prevlačenje, ali i smanjujući anodnu polarizaciju, što pogoduje normalnom otapanju anode. Međutim, treba napomenuti da visok sadržaj sumporne kiseline smanjuje topljivost bakrovog sulfata. Kada je sadržaj sumporne kiseline u otopini za prevlačenje nedovoljan, bakrov sulfat se lako hidrolizira u bakrov oksid i zarobljava u sloju prevlačenja, boja sloja postaje tamna i rastresita; kada je u otopini za prevlačenje višak sumporne kiseline, a sadržaj bakrene soli nedovoljan, vodik će se djelomično ispuštati na katodi, tako da površina sloja prevlačenja izgleda mrljavo. Sadržaj fosfora u bakrenoj ploči također ima važan utjecaj na kvalitetu premaza, sadržaj fosfora treba kontrolirati u rasponu od 0,04% do 0,07%. Ako je manji od 0,02%, teško je formirati film koji sprječava stvaranje bakrenih iona, čime se povećava bakreni prah u otopini za prevlačenje. Ako je sadržaj fosfora veći od 0,1%, to će utjecati na otapanje bakrene anode, tako da se sadržaj dvovalentnih bakrenih iona u otopini za prevlačenje smanjuje i stvara se puno anodnog mulja. Osim toga, bakrenu ploču treba redovito ispirati kako bi se spriječilo da anodni talog onečisti otopinu za prevlačenje i uzrokuje hrapavost i neravnine u sloju prevlačenja.
3 Zaključak
Obradom gore navedenih aspekata, prianjanje i kontinuitet proizvoda su dobri, kvaliteta je stabilna, a performanse izvrsne. Međutim, u stvarnom proizvodnom procesu postoje mnogi čimbenici koji utječu na kvalitetu sloja prevlačenja u procesu prevlačenja, nakon što se problem otkrije, treba ga na vrijeme analizirati i proučiti te poduzeti odgovarajuće mjere za njegovo rješavanje.
Vrijeme objave: 14. lipnja 2022.