Automatizované měření a regulace viskozity přímo v procesu je klíčová pro řízení složení povlaku a aplikační viskozity v procesu povlakování drátu. Pro zajištění konzistentní, vysoce kvalitní a rovnoměrné vrstvy se změna viskozity v celém procesním proudu sleduje v reálném čase, přičemž se měření provádějí od základní hodnoty, nikoli pouze od měření absolutních hodnot.
Co je to potahování kabelů?
Povrchová úprava kabelů je proces nanášení ochranné nebo izolační vrstvy na vodiče a kabely za účelem zvýšení jejich trvanlivosti, elektrických vlastností a odolnosti vůči vlivům prostředí. Jedná se o povlakování smaltem drátů, kde se na vodivé dráty, jako je měď nebo hliník, nanáší tenká vrstva izolačního materiálu, jako je smalt na bázi polymerů, aby se zabránilo zkratům a chránilo se před vlhkostí, oděrem a chemikáliemi. Kvalita viskozity povlaku je klíčová pro dosažení rovnoměrné tloušťky povlaku, zajištění konzistentní izolace a celkové spolehlivosti produktu v aplikacích od elektromotorů až po telekomunikace.
Účel procesu povlakování
Proces povlakování kabelů plní několik základních funkcí, především zajišťuje elektrickou izolaci a mechanickou ochranu vodičů a kabelů. Chrání optimální vlastnosti vyrobeného drátu před vlivy prostředí, jako je vlhkost, teplo, chemikálie a oděr, a zároveň prodlužuje jeho životnost a zajišťuje bezpečný provoz v různých průmyslových odvětvích.
To zahrnuje ochranu vinutí před absorpcí vlhkosti a destruktivními účinky, jako je olej, kyseliny, chemikálie, teplo a růst plísní, a zároveň spojuje vodiče a izolaci do pevné, soudržné hmoty, která odolává nárazům, vibracím a mechanickému namáhání. Dále zlepšuje elektrické vlastnosti izolátorů a udržuje jejich výkon i při cyklech tepla a chladu. Tento proces zabraňuje zkratům, mechanickému poškození a zhoršování vlivů prostředí a zároveň usnadňuje identifikaci pomocí barev nebo značení. Celkově zlepšuje trvanlivost, flexibilitu a odolnost vůči oděru, teplotním extrémům a chemikáliím pro aplikace v motorech, transformátorech a vysokonapěťových kabelech.
Jak funguje proces potahování kabelů?
Proces potahování kabelů zahrnuje několik fází, při kterých se nanáší rovnoměrná izolační vrstva, přičemž viskozita potahu hraje klíčovou roli v řízení toku a adheze. Holý drát se obvykle čistí, potahuje smaltem nebo polymerem, vytvrzuje a testuje. Proces začíná přípravou a čištěním, kdy se dráty čistí od nečistot a zajišťuje se optimální adheze.
Následuje nanášení materiálu, při kterém drát prochází smaltovanou lázní nebo extruzní matricí, kde ulpí roztavený materiál, s inline měřením viskozity, které monitoruje tok pro dosažení rovnoměrné tloušťky povlaku. Následuje vytvrzování, při kterém se potažený drát zahřívá v peci, aby se odpařila rozpouštědla a vrstva ztuhla, což se často opakuje v několika krocích pro dosažení silnější izolace. Poté dochází k ochlazení a navíjení, což umožňuje drátu vychladnout a stabilizovat povlak před navinutím na cívky. Nakonec se provádí kontrola kvality, přičemž inline viskozimetry upravují parametry v reálném čase, aby se udržel konzistence smaltovaného povlaku drátu.
Jaké materiály se používají při potahování kabelů?
Pro potahování kabelů se vybírá řada materiálů na základě požadavků aplikace, jako je elektrická izolace, flexibilita a odolnost vůči vlivům prostředí. Mezi běžné materiály patří polymery a smalty s obsahem pevných látek od 8 % do 60 % a viskozitou mezi 30 a 60 000 mPas.
Mezi klíčové možnosti patří polyethylen (PE), který nabízí vysokou dielektrickou pevnost spolu s odolností proti vlhkosti a chemikáliím, včetně variant jako LDPE pro flexibilitu a HDPE pro odolnost.
Polyvinylchlorid (PVC) je cenově dostupný, nehořlavý a flexibilní, takže je ideální pro univerzální kabely. Zesítěný polyethylen (XLPE) je termosetický materiál s vynikající tepelnou, oděrovou a chemickou odolností pro vysokonapěťové aplikace.
Polyuretan (PUR) poskytuje odolnost proti oděru v náročných podmínkách a dobrou pájitelnost. Polyesterimid (PEI) a THEIC-modifikovaný polyester (TPE) jsou tepelně odolné smalty, které se často používají v základních nátěrech pro magnetické dráty.
Polyamidimid (PAI) nabízí vysokou tepelnou stabilitu a používá se jako vrchní nátěr pro mechanické a chemické vylepšení. Silikonový kaučuk je tepelně odolný a stabilní pro kabely odolné vysokým teplotám. Jiné smalty, jako je polyvinylformal (PVF) a samolepicí typy, například na bázi epoxidu, splňují specifické potřeby spojování.
Měřicí body v procesu povlakování drátu
Měřicí body jsou klíčové pro sledování viskozity nátěru, aby byla zajištěna rovnoměrná tloušťka nátěru. Patří mezi ně míchací nádrž nebo lázeň smaltu, kde se mísí suroviny aŘadové viskozimetrydetekovat počáteční viskozitu. Následuje přívodní potrubí k aplikátoru, které umožňuje úpravu konzistence dávkování před matricí nebo lázní. Následují fáze po aplikaci, které zajišťují ověření kvality tloušťky a adheze po vytvrzení. V průběhu celého procesního toku zachycuje kontinuální měření viskozity v reálném čase v důsledku teploty nebo smyku.
Aktuální problémy v regulaci viskozity
Řízení viskozity při potahování kabelů čelí několika problémům, které často vedou k nekonzistentnímu potahování smaltovaných drátů. Spoléhání se na offline testování je zásadním problémem, protože laboratorní vzorky způsobují zpoždění a nepřesnosti, jelikož viskozita se mění s teplotou a smykovým namáháním mimo provoz.
Faktory prostředí, jako je odpařování rozpouštědla, vlhkost a kolísání teploty, nepředvídatelně mění viskozitu povlaku. Nenewtonovské chování smaltů dále komplikuje situaci, protože se jejich viskozita mění pod smykem, což měření tradičními nástroji, jako jsou výtokové kelímky, činí nepřehlednými a neopakovatelnými.
Roli hrají i omezení zařízení, jelikož lopatkové viskozimetry trpí chybami odpařování a manuální metody nedokážou zachytit dynamické změny, což zvyšuje prostoje a potřebu údržby.
Negativní účinky způsobené nekonzistentní viskozitou
Nekonzistentní viskozita povlaku vede k vadám, které snižují výkon kabelu a zvyšují náklady. To vede k nerovnoměrné izolaci, což způsobuje díry, puchýře nebo nadměrnou tloušťku, což má za následek elektrické zkraty a poruchy.
Dochází také ke zhoršení kvality, kdy lepivé nebo prohýbající se povlaky způsobené vysokou nebo nízkou viskozitou snižují hermetickou odolnost, flexibilitu a mechanické vlastnosti.
Dalším důsledkem je zvýšený odpad, včetně vyšší míry zmetkovitosti, spotřeby rozpouštědel a přepracování, což má dopad na ziskové marže a dodržování environmentálních předpisů.
Provozní rizika se také stupňují a mohou vést ke stažení produktů z trhu, porušení předpisů a ztrátě přijetí na trhu kvůli nízké odolnosti proti blednutí a špatnému schnutí.
Nutnost monitorování viskozity v reálném čase
Monitorování v reálném čase prostřednictvímŘadové viskozimetryje zásadní pro řešení těchto problémů poskytováním průběžných dat, která umožňují okamžité úpravy rozpouštědel a teploty pro stabilní viskozitu povlaku. Snižuje odchylky eliminací chyb vzorkování a zajišťuje rovnoměrnou tloušťku povlaku od základních měření. Navíc zvyšuje efektivitu prostřednictvím automatizovaných kontrol, které minimalizují zmetky, prostoje a rizika související s dodržováním předpisů v rychloběžné výrobě.
Výhody viskozimetru s povlakováním Lonnmeter Inline
LonnmetrInline viskozimetr pro povlakovánínabízí pokročilé měření viskozity přímo v potrubí pro přesnou kontrolu povrchové úpravy kabelů. Zajišťuje vynikající kvalitu produktu udržováním konzistentní viskozity povlaku pro rovnoměrnou tloušťku povlaku a bezvadný povlak smaltovaného drátu.
Provozní efektivitu zvyšují data v reálném čase, která zkracují prostoje, a to vše díky snadné instalaci, provozu a údržbě prostřednictvím uživatelsky přívětivého rozhraní.
Úspory nákladů se dosahují minimalizací odpadu, spotřeby rozpouštědel a zmetků prostřednictvím automatizovaných úprav a monitorování nenewtonovských kapalin.
Zvýšená spolehlivost je zajištěna pokročilými senzory, které zvládají vysoké teploty a korozivní látky a poskytují přesné údaje nepřetržitě. V neposlední řadě poskytuje environmentální a regulační výhody tím, že podporuje ekologičtější procesy a dodržování předpisů prostřednictvím snížené variability a optimalizace zdrojů.
Čas zveřejnění: 13. srpna 2025
