Žice i kabeli, koji služe kao glavni nositelji energije za prijenos energije i komunikaciju informacija, imaju performanse koje izravno ovise o procesima izolacije i plašta. S diverzifikacijom modernih industrijskih zahtjeva za performanse kabela, četiri glavna procesa - ekstruzija, uzdužno omatanje, spiralno omatanje i uranjanje - pokazuju jedinstvene prednosti u različitim scenarijima. Ovaj članak istražuje odabir materijala, tijek procesa i scenarije primjene svakog procesa, pružajući teorijsku osnovu za dizajn i odabir kabela.
1 Postupak ekstruzije
1.1 Materijalni sustavi
Proces ekstruzije prvenstveno koristi termoplastične ili termoreaktivne polimerne materijale:
① Polivinilklorid (PVC): Niska cijena, jednostavna obrada, pogodan za konvencionalne niskonaponske kabele (npr. standardne kabele UL 1061), ali sa slabom otpornošću na toplinu (temperatura dugotrajne upotrebe ≤70°C).
2Umreženi polietilen (XLPE)Umrežavanjem peroksidom ili zračenjem, nazivna temperatura se povećava na 90°C (standard IEC 60502), koristi se za srednjenaponske i visokonaponske energetske kabele.
③ Termoplastični poliuretan (TPU): Otpornost na abraziju zadovoljava standard ISO 4649, stupanj A, koristi se za kabele lanaca za vuču robota.
④ Fluoroplastika (npr. FEP): Otpornost na visoke temperature (200 °C) i kemijsku koroziju, zadovoljava zahtjeve MIL-W-22759 za zrakoplovne kabele.
1.2 Karakteristike procesa
Koristi pužni ekstruder za postizanje kontinuiranog premaza:
① Regulacija temperature: XLPE zahtijeva trostupanjsku regulaciju temperature (zona dovoda 120 °C → zona kompresije 150 °C → zona homogenizacije 180 °C).
② Kontrola debljine: Ekscentricitet mora biti ≤5% (kako je navedeno u GB/T 2951.11).
③ Metoda hlađenja: Gradijentno hlađenje u koritu s vodom kako bi se spriječilo pucanje uslijed kristalizacije.
1.3 Scenariji primjene
① Prijenos snage: XLPE izolirani kabeli od 35 kV i niže (GB/T 12706).
② Automobilski kabelski svežnjevi: Tankostijena PVC izolacija (standard ISO 6722 debljine 0,13 mm).
③ Specijalni kabeli: PTFE izolirani koaksijalni kabeli (ASTM D3307).
2. Postupak uzdužnog omatanja
2.1 Odabir materijala
① Metalne trake: 0,15 mmpocinčana čelična traka(zahtjevi GB/T 2952), plastično obložena aluminijska traka (struktura Al/PET/Al).
② Materijali za blokiranje vode: Traka za blokiranje vode obložena ljepilom od vrućeg taljenja (brzina bubrenja ≥500%).
③ Materijali za zavarivanje: Aluminijska žica za zavarivanje ER5356 za argonsko elektrolučno zavarivanje (standard AWS A5.10).
2.2 Ključne tehnologije
Proces uzdužnog omatanja uključuje tri glavna koraka:
① Oblikovanje trake: Savijanje ravnih traka u U-oblik → O-oblik višefaznim valjanjem.
② Kontinuirano zavarivanje: Visokofrekventno indukcijsko zavarivanje (frekvencija 400 kHz, brzina 20 m/min).
③ Online pregled: Ispitivač iskri (ispitni napon 9 kV/mm).
2.3 Tipične primjene
① Podmorski kabeli: Uzdužno omotavanje dvoslojnom čeličnom trakom (standardna mehanička čvrstoća IEC 60840 ≥400 N/mm²).
② Rudarski kabeli: Valoviti aluminijski plašt (tlačna čvrstoća MT 818.14 ≥20 MPa).
③ Komunikacijski kabeli: Uzdužni omotni štit od kompozitnog aluminija i plastike (gubitak prijenosa ≤0,1 dB/m @1 GHz).
3. Postupak spiralnog omatanja
3.1 Kombinacije materijala
① Traka od tinjca: sadržaj muskovita ≥95% (GB/T 5019.6), temperatura otpornosti na vatru 1000°C/90 min.
② Poluvodička traka: Sadržaj ugljičnog crnila 30%～40% (volumenski otpor 10²～10³ Ω·cm).
③ Kompozitne trake: Poliesterska folija + netkana tkanina (debljina 0,05 mm ± 0,005 mm).
3.2 Parametri procesa
① Kut omotavanja: 25°～55° (manji kut pruža bolju otpornost na savijanje).
② Omjer preklapanja: 50%～70% (za vatrootporne kabele potrebno je 100% preklapanje).
③ Regulacija napetosti: 0,5～2 N/mm² (upravljanje servo motorom u zatvorenoj petlji).
3.3 Inovativne primjene
① Nuklearni energetski kabeli: Troslojna obloga od tinjca (kvalificirano za LOCA ispitivanje prema standardu IEEE 383).
② Supravodljivi kabeli: Poluvodička traka za blokiranje vode (kritična stopa zadržavanja struje ≥98%).
③ Visokofrekventni kabeli: omotani PTFE folijom (dielektrična konstanta 2,1 @ 1 MHz).
4 Postupak premazivanja uranjanjem
4.1 Sustavi premaza
① Asfaltni premazi: Penetracija 60～80 (0,1 mm) pri 25°C (GB/T 4507).
② Poliuretan: Dvokomponentni sustav (NCO∶OH = 1,1∶1), adhezija ≥3B (ASTM D3359).
③ Nano-premaz: SiO₂ modificirana epoksidna smola (ispitivanje u slanoj magli >1000 h).
4.2 Poboljšanja procesa
① Vakuumska impregnacija: Tlak od 0,08 MPa održavan je 30 minuta (brzina punjenja pora >95%).
② UV stvrdnjavanje: Valna duljina 365 nm, intenzitet 800 mJ/cm².
③ Gradijentno sušenje: 40°C × 2 h → 80°C × 4 h → 120°C × 1 h.
4.3 Posebne primjene
① Nadzemni vodiči: Grafenom modificirani antikorozivni premaz (gustoća naslaga soli smanjena za 70%).
② Brodski kabeli: Samoobnavljajući poliurejski premaz (vrijeme zacjeljivanja pukotina <24 h).
③ Zakopani kabeli: Poluvodički premaz (otpor uzemljenja ≤5 Ω·km).
5 Zaključak
Razvojem novih materijala i inteligentne opreme, procesi premazivanja razvijaju se prema kompozitizaciji i digitalizaciji. Na primjer, kombinirana tehnologija ekstruzije i uzdužnog omatanja omogućuje integriranu proizvodnju troslojne koekstruzije + aluminijskog plašta, a 5G komunikacijski kabeli koriste kompozitnu izolaciju s nano-premazom + omatanjem. Buduće inovacije procesa moraju pronaći optimalnu ravnotežu između kontrole troškova i poboljšanja performansi, potičući visokokvalitetni razvoj kabelske industrije.
Vrijeme objave: 31. prosinca 2025.