વાયર અને કેબલ કવરિંગ પ્રક્રિયાઓ: તકનીકો અને તકનીકો માટે એક વ્યાપક માર્ગદર્શિકા

પાવર ટ્રાન્સમિશન અને માહિતી સંચાર માટે મુખ્ય વાહક તરીકે સેવા આપતા વાયર અને કેબલ્સનું પ્રદર્શન સીધું ઇન્સ્યુલેશન અને શીથિંગ કવરિંગ પ્રક્રિયાઓ પર આધારિત છે. કેબલ કામગીરી માટે આધુનિક ઉદ્યોગ આવશ્યકતાઓના વૈવિધ્યકરણ સાથે, ચાર મુખ્ય પ્રવાહની પ્રક્રિયાઓ - એક્સટ્રુઝન, લોન્ગીટ્યુડિનલ રેપિંગ, હેલિકલ રેપિંગ અને ડીપ કોટિંગ - વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં અનન્ય ફાયદા દર્શાવે છે. આ લેખ દરેક પ્રક્રિયાના સામગ્રી પસંદગી, પ્રક્રિયા પ્રવાહ અને એપ્લિકેશન દૃશ્યોમાં ઊંડાણપૂર્વક ચર્ચા કરે છે, જે કેબલ ડિઝાઇન અને પસંદગી માટે સૈદ્ધાંતિક આધાર પૂરો પાડે છે.

૧ એક્સટ્રુઝન પ્રક્રિયા

૧.૧ મટીરીયલ સિસ્ટમ્સ

એક્સટ્રુઝન પ્રક્રિયા મુખ્યત્વે થર્મોપ્લાસ્ટિક અથવા થર્મોસેટિંગ પોલિમર સામગ્રીનો ઉપયોગ કરે છે:

① પોલીવિનાઇલ ક્લોરાઇડ (PVC): ઓછી કિંમત, સરળ પ્રક્રિયા, પરંપરાગત લો-વોલ્ટેજ કેબલ્સ (દા.ત., UL 1061 સ્ટાન્ડર્ડ કેબલ્સ) માટે યોગ્ય, પરંતુ નબળી ગરમી પ્રતિકાર સાથે (લાંબા ગાળાના ઉપયોગનું તાપમાન ≤70°C).
②ક્રોસ-લિંક્ડ પોલિઇથિલિન (XLPE): પેરોક્સાઇડ અથવા ઇરેડિયેશન ક્રોસ-લિંકિંગ દ્વારા, તાપમાન રેટિંગ 90°C (IEC 60502 માનક) સુધી વધે છે, જેનો ઉપયોગ મધ્યમ અને ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ પાવર કેબલ માટે થાય છે.
③ થર્મોપ્લાસ્ટિક પોલીયુરેથીન (TPU): ઘર્ષણ પ્રતિકાર ISO 4649 સ્ટાન્ડર્ડ ગ્રેડ A ને પૂર્ણ કરે છે, જેનો ઉપયોગ રોબોટ ડ્રેગ ચેઇન કેબલ માટે થાય છે.
④ ફ્લોરોપ્લાસ્ટિક્સ (દા.ત., FEP): ઉચ્ચ-તાપમાન પ્રતિકાર (200°C) અને રાસાયણિક કાટ પ્રતિકાર, એરોસ્પેસ કેબલ MIL-W-22759 જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે.

૧.૨ પ્રક્રિયા લાક્ષણિકતાઓ

સતત કોટિંગ પ્રાપ્ત કરવા માટે સ્ક્રુ એક્સટ્રુડરનો ઉપયોગ કરે છે:

① તાપમાન નિયંત્રણ: XLPE ને ત્રણ-તબક્કાના તાપમાન નિયંત્રણની જરૂર છે (ફીડ ઝોન 120°C → કમ્પ્રેશન ઝોન 150°C → હોમોજનાઇઝિંગ ઝોન 180°C).
② જાડાઈ નિયંત્રણ: તરંગીતા ≤5% હોવી જોઈએ (GB/T 2951.11 માં ઉલ્લેખિત મુજબ).
③ ઠંડક પદ્ધતિ: સ્ફટિકીકરણ તણાવ તિરાડ અટકાવવા માટે પાણીના કુંડમાં ગ્રેડિયન્ટ ઠંડક.

૧.૩ એપ્લિકેશન દૃશ્યો

① પાવર ટ્રાન્સમિશન: 35 kV અને નીચેના XLPE ઇન્સ્યુલેટેડ કેબલ્સ (GB/T 12706).
② ઓટોમોટિવ વાયરિંગ હાર્નેસ: પાતળી-દિવાલ પીવીસી ઇન્સ્યુલેશન (ISO 6722 માનક 0.13 મીમી જાડાઈ).
③ ખાસ કેબલ્સ: PTFE ઇન્સ્યુલેટેડ કોએક્સિયલ કેબલ્સ (ASTM D3307).

૨ રેખાંશિક વીંટાળવાની પ્રક્રિયા

૨.૧ સામગ્રીની પસંદગી

① મેટલ સ્ટ્રીપ્સ: 0.15 મીમીગેલ્વેનાઈઝ્ડ સ્ટીલ ટેપ(GB/T 2952 આવશ્યકતાઓ), પ્લાસ્ટિક કોટેડ એલ્યુમિનિયમ ટેપ (Al/PET/Al માળખું).
② પાણી-અવરોધક સામગ્રી: ગરમ-પીગળેલા એડહેસિવ કોટેડ પાણી-અવરોધક ટેપ (સોજો દર ≥500%).
③ વેલ્ડીંગ સામગ્રી: આર્ગોન આર્ક વેલ્ડીંગ માટે ER5356 એલ્યુમિનિયમ વેલ્ડીંગ વાયર (AWS A5.10 સ્ટાન્ડર્ડ).

૨.૨ મુખ્ય ટેકનોલોજીઓ

રેખાંશિક રેપિંગ પ્રક્રિયામાં ત્રણ મુખ્ય પગલાં શામેલ છે:

① સ્ટ્રીપ ફોર્મિંગ: મલ્ટી-સ્ટેજ રોલિંગ દ્વારા ફ્લેટ સ્ટ્રીપ્સને U-આકાર → O-આકારમાં વાળવી.
② સતત વેલ્ડીંગ: ઉચ્ચ-આવર્તન ઇન્ડક્શન વેલ્ડીંગ (આવર્તન 400 kHz, ગતિ 20 મીટર/મિનિટ).
③ ઓનલાઈન નિરીક્ષણ: સ્પાર્ક ટેસ્ટર (ટેસ્ટ વોલ્ટેજ 9 kV/mm).

૨.૩ લાક્ષણિક એપ્લિકેશનો

① સબમરીન કેબલ્સ: ડબલ-લેયર સ્ટીલ સ્ટ્રીપ લોન્ગીટ્યુડિનલ રેપિંગ (IEC 60840 સ્ટાન્ડર્ડ યાંત્રિક તાકાત ≥400 N/mm²).
② માઇનિંગ કેબલ્સ: કોરુગેટેડ એલ્યુમિનિયમ શીથ (MT 818.14 સંકુચિત શક્તિ ≥20 MPa).
③ કોમ્યુનિકેશન કેબલ્સ: એલ્યુમિનિયમ-પ્લાસ્ટિક કમ્પોઝિટ લોંગિટ્યુડિનલ રેપિંગ કવચ (ટ્રાન્સમિશન લોસ ≤0.1 dB/m @1GHz).

૩ હેલિકલ રેપિંગ પ્રક્રિયા

૩.૧ સામગ્રી સંયોજનો

① મીકા ટેપ: મસ્કોવાઇટ સામગ્રી ≥95% (GB/T 5019.6), આગ પ્રતિકાર તાપમાન 1000°C/90 મિનિટ.
② સેમિકન્ડક્ટિંગ ટેપ: કાર્બન બ્લેક સામગ્રી 30%~40% (વોલ્યુમ રેઝિસ્ટિવિટી 10²~10³ Ω·સેમી).
③ સંયુક્ત ટેપ: પોલિએસ્ટર ફિલ્મ + બિન-વણાયેલા કાપડ (જાડાઈ 0.05 મીમી ±0.005 મીમી).

૩.૨ પ્રક્રિયા પરિમાણો

① રેપિંગ એંગલ: 25°～55° (નાનો કોણ વધુ સારી બેન્ડિંગ પ્રતિકાર પ્રદાન કરે છે).
② ઓવરલેપ રેશિયો: 50%～70% (અગ્નિ-પ્રતિરોધક કેબલ્સને 100% ઓવરલેપની જરૂર છે).
③ ટેન્શન કંટ્રોલ: 0.5～2 N/mm² (સર્વો મોટર ક્લોઝ્ડ-લૂપ કંટ્રોલ).

૩.૩ નવીન એપ્લિકેશનો

① ન્યુક્લિયર પાવર કેબલ્સ: થ્રી-લેયર મીકા ટેપ રેપિંગ (IEEE 383 સ્ટાન્ડર્ડ LOCA ટેસ્ટ ક્વોલિફાઇડ).
② સુપરકન્ડક્ટિંગ કેબલ્સ: સેમિકન્ડક્ટિંગ વોટર-બ્લોકિંગ ટેપ રેપિંગ (ક્રિટીકલ કરંટ રીટેન્શન રેટ ≥98%).
③ ઉચ્ચ-આવર્તન કેબલ્સ: PTFE ફિલ્મ રેપિંગ (ડાઇલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટ 2.1 @1MHz).

૪ ડીપ કોટિંગ પ્રક્રિયા

૪.૧ કોટિંગ સિસ્ટમ્સ

① ડામર કોટિંગ: ઘૂંસપેંઠ 60～80 (0.1 મીમી) @25°C (GB/T 4507).
② પોલીયુરેથીન: બે-ઘટક સિસ્ટમ (NCO∶OH = 1.1∶1), સંલગ્નતા ≥3B (ASTM D3359).
③ નેનો-કોટિંગ્સ: SiO₂ સંશોધિત ઇપોક્સી રેઝિન (મીઠું સ્પ્રે પરીક્ષણ >1000 કલાક).

૪.૨ પ્રક્રિયા સુધારણા

① વેક્યુમ ઇમ્પ્રેગ્નેશન: 0.08 MPa નું દબાણ 30 મિનિટ સુધી જાળવવામાં આવ્યું (છિદ્ર ભરવાનો દર >95%).
② યુવી ક્યોરિંગ: તરંગલંબાઇ 365 nm, તીવ્રતા 800 mJ/cm².
③ ગ્રેડિયન્ટ સૂકવણી: 40°C × 2 કલાક → 80°C × 4 કલાક → 120°C × 1 કલાક.

૪.૩ ખાસ એપ્લિકેશનો

① ઓવરહેડ કંડક્ટર: ગ્રાફીન-સંશોધિત કાટ-રોધી કોટિંગ (મીઠાના થાપણની ઘનતા 70% ઘટી ગઈ છે).
② શિપબોર્ડ કેબલ્સ: સ્વ-હીલિંગ પોલીયુરિયા કોટિંગ (તિરાડ હીલિંગ સમય <24 કલાક).
③ દફનાવવામાં આવેલા કેબલ્સ: સેમિકન્ડક્ટિંગ કોટિંગ (ગ્રાઉન્ડિંગ પ્રતિકાર ≤5 Ω·કિમી).

૫ નિષ્કર્ષ

નવી સામગ્રી અને બુદ્ધિશાળી સાધનોના વિકાસ સાથે, કવરિંગ પ્રક્રિયાઓ કમ્પોઝિટાઇઝેશન અને ડિજિટલાઇઝેશન તરફ વિકસી રહી છે. ઉદાહરણ તરીકે, એક્સટ્રુઝન-લોન્ગીટ્યુડિનલ રેપિંગ સંયુક્ત ટેકનોલોજી થ્રી-લેયર કો-એક્સ્ટ્રુઝન + એલ્યુમિનિયમ શીથનું સંકલિત ઉત્પાદન સક્ષમ બનાવે છે, અને 5G કોમ્યુનિકેશન કેબલ્સ નેનો-કોટિંગ + રેપિંગ કમ્પોઝિટ ઇન્સ્યુલેશનનો ઉપયોગ કરે છે. ભાવિ પ્રક્રિયા નવીનતા માટે ખર્ચ નિયંત્રણ અને પ્રદર્શન વૃદ્ધિ વચ્ચે શ્રેષ્ઠ સંતુલન શોધવાની જરૂર છે, જે કેબલ ઉદ્યોગના ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા વિકાસને આગળ ધપાવશે.