Жице и каблови, који служе као основни носачи за пренос енергије и комуникацију информација, имају перформансе које директно зависе од процеса изолације и плашта. Са диверзификацијом захтева модерне индустрије за перформансе каблова, четири главна процеса - екструзија, уздужно увијање, спирално увијање и премазивање утапањем - показују јединствене предности у различитим сценаријима. Овај чланак се бави избором материјала, током процеса и сценаријима примене сваког процеса, пружајући теоријску основу за пројектовање и избор каблова.
1 Процес екструзије
1.1 Материјални системи
Процес екструзије првенствено користи термопластичне или термореактивне полимерне материјале:
① Поливинилхлорид (ПВЦ): Ниска цена, лака обрада, погодан за конвенционалне нисконапонске каблове (нпр. каблове стандарда UL 1061), али са слабом отпорношћу на топлоту (температура дуготрајне употребе ≤70°C).
2Умрежени полиетилен (XLPE)Умрежавање пероксидом или зрачењем повећава температуру на 90°C (стандард IEC 60502), користи се за каблове средњег и високог напона.
③ Термопластични полиуретан (ТПУ): Отпорност на хабање испуњава стандард ISO 4649, степен А, користи се за каблове ланаца за вучу робота.
④ Флуоропластика (нпр. FEP): Отпорност на високе температуре (200°C) и хемијску корозију, испуњава захтеве MIL-W-22759 за ваздухопловне каблове.
1.2 Карактеристике процеса
Користи екструдер са завртњем за постизање континуираног премазивања:
① Контрола температуре: XLPE захтева тростепену контролу температуре (зона довода 120°C → зона компресије 150°C → зона хомогенизације 180°C).
② Контрола дебљине: Ексцентричност мора бити ≤5% (како је наведено у GB/T 2951.11).
③ Метод хлађења: Градијентно хлађење у воденом кориту ради спречавања пуцања услед кристализације услед напрезања.
1.3 Сценарији примене
① Пренос електричне енергије: каблови изоловани XLPE изолацијом од 35 kV и ниже (GB/T 12706).
② Аутомобилски каблови: Танкозиднa ПВЦ изолација (ISO 6722 стандард дебљине 0,13 мм).
③ Специјални каблови: коаксијални каблови са PTFE изолацијом (ASTM D3307).
2 Процес уздужног омотавања
2.1 Избор материјала
① Металне траке: 0,15 ммпоцинкована челична трака(захтеви GB/T 2952), алуминијумска трака са пластификацијом (структура Al/PET/Al).
② Материјали за блокирање воде: Трака за блокирање воде обложена топљивим лепком (брзина бубрења ≥500%).
③ Материјали за заваривање: алуминијумска жица за заваривање ER5356 за аргонолучно заваривање (стандард AWS A5.10).
2.2 Кључне технологије
Процес уздужног омотавања укључује три основна корака:
① Обликовање траке: Савијање равних трака у облику слова U → облика слова O вишестепеним ваљањем.
② Континуирано заваривање: Високофреквентно индукционо заваривање (фреквенција 400 kHz, брзина 20 m/min).
③ Онлајн инспекција: Тестер варница (испитни напон 9 kV/mm).
2.3 Типичне примене
① Подморски каблови: Двослојна уздужна обмотаност челичном траком (стандардна механичка чврстоћа према IEC 60840 ≥400 N/mm²).
② Рударски каблови: Таласасти алуминијумски омотач (тврдоћа на притисак MT 818.14 ≥20 MPa).
③ Комуникациони каблови: Алуминијумско-пластични композитни уздужни штит (губитак преноса ≤0,1 dB/m @1GHz).
3. Процес спиралног омотавања
3.1 Комбинације материјала
① Трака од лискуна: садржај мусковита ≥95% (GB/T 5019.6), температура отпорности на ватру 1000°C/90 мин.
② Полупроводничка трака: Садржај угљеничне чађи 30%～40% (запреминска отпорност 10²～10³ Ω·cm).
③ Композитне траке: Полиестерска фолија + неткано платно (дебљина 0,05 мм ±0,005 мм).
3.2 Параметри процеса
① Угао омотавања: 25°～55° (мањи угао пружа бољу отпорност на савијање).
② Однос преклапања: 50%～70% (ватроотпорни каблови захтевају преклапање од 100%).
③ Контрола затезања: 0,5～2 N/mm² (контрола серво мотора у затвореној петљи).
3.3 Иновативне апликације
① Нуклеарни каблови: Трослојна обмота од лискунске траке (квалификовано за LOCA тест по стандарду IEEE 383).
② Суперпроводни каблови: Полупроводна трака за обмотавање која блокира воду (степен задржавања критичне струје ≥98%).
③ Високофреквентни каблови: омотач од PTFE фолије (диелектрична константа 2,1 на 1 MHz).
4. Поступак премазивања умакањем
4.1 Системи премаза
① Асфалтни премази: Пенетрација 60～80 (0,1 мм) на 25°C (GB/T 4507).
② Полиуретан: Двокомпонентни систем (NCO∶OH = 1,1∶1), адхезија ≥3B (ASTM D3359).
③ Нано-премази: SiO₂ модификована епоксидна смола (тест у сољаној прскалици >1000 h).
4.2 Побољшања процеса
① Вакуумска импрегнација: Притисак 0,08 MPa одржаван током 30 минута (брзина пуњења пора >95%).
② УВ очвршћавање: Таласна дужина 365 nm, интензитет 800 mJ/cm².
③ Градијентно сушење: 40°C × 2 сата → 80°C × 4 сата → 120°C × 1 сат.
4.3 Посебне примене
① Надземни проводници: Антикорозивни премаз модификован графеном (густина наслага соли смањена за 70%).
② Бродски каблови: Самозацељујући полиуреа премаз (време зарастања пукотина <24 сата).
③ Закопани каблови: Полупроводнички премаз (отпор уземљења ≤5 Ω·km).
5 Закључак
Са развојем нових материјала и интелигентне опреме, процеси премазивања се развијају ка композитизацији и дигитализацији. На пример, комбинована технологија екструзије и уздужног омотавања омогућава интегрисану производњу трослојне коекструзије + алуминијумског омотача, а 5G комуникациони каблови користе нано-премазу + композитну изолацију од омотача. Будуће иновације процеса морају пронаћи оптималну равнотежу између контроле трошкова и побољшања перформанси, покрећући висококвалитетни развој кабловске индустрије.
Време објаве: 31. децембар 2025.