اندازه‌گیری و کنترل خودکار ویسکوزیته در خط تولید، برای کنترل فرمولاسیون پوشش و ویسکوزیته اعمال شده در فرآیند پوشش‌دهی سیم بسیار مهم است. برای اطمینان از پوشش یکنواخت و با کیفیت بالا، تغییر ویسکوزیته در طول جریان فرآیند به صورت بلادرنگ پایش می‌شود و اندازه‌گیری‌ها از یک خط مبنا انجام می‌شود، نه صرفاً اندازه‌گیری مقادیر مطلق.
روکش کابل چیست؟
پوشش کابل فرآیند اعمال یک لایه محافظ یا عایق بر روی سیم‌ها و کابل‌ها برای افزایش دوام، عملکرد الکتریکی و مقاومت آنها در برابر عوامل محیطی است. این شامل پوشش سیم لعابی است که در آن یک لایه نازک از مواد عایق، مانند لعاب پلیمری، بر روی سیم‌های رسانا مانند مس یا آلومینیوم اعمال می‌شود تا از اتصال کوتاه جلوگیری کرده و در برابر رطوبت، سایش و مواد شیمیایی محافظت کند. کیفیت ویسکوزیته پوشش برای دستیابی به پوشش با ضخامت یکنواخت، تضمین عایق‌بندی ثابت و قابلیت اطمینان کلی محصول در کاربردهایی از موتورهای الکتریکی گرفته تا ارتباطات از راه دور بسیار مهم است.
هدف از فرآیند پوشش‌دهی
فرآیند پوشش کابل چندین عملکرد اساسی را انجام می‌دهد، که در درجه اول عایق الکتریکی و محافظت مکانیکی سیم‌ها و کابل‌ها را فراهم می‌کند. این فرآیند از خواص بهینه سیم تولید شده در برابر خطرات محیطی مانند رطوبت، گرما، مواد شیمیایی و سایش محافظت می‌کند و در عین حال طول عمر را بهبود می‌بخشد و عملکرد ایمن را در صنایع مختلف تضمین می‌کند.
این شامل محافظت از سیم‌پیچ‌ها در برابر جذب رطوبت و اثرات مخربی مانند روغن، اسیدها، مواد شیمیایی، گرما و رشد کپک می‌شود، در عین حال سیم‌ها و عایق را به یک توده جامد و منسجم متصل می‌کند تا در برابر ضربه، لرزش و فشار مکانیکی مقاومت کند. علاوه بر این، خواص الکتریکی عایق‌ها را افزایش می‌دهد و عملکرد را در طول چرخه‌های گرما و سرما حفظ می‌کند. این فرآیند از اتصال کوتاه، آسیب مکانیکی و زوال محیطی جلوگیری می‌کند و در عین حال شناسایی را از طریق رنگ‌ها یا علامت‌گذاری‌ها تسهیل می‌کند. به طور کلی، دوام، انعطاف‌پذیری و مقاومت در برابر سایش، دمای شدید و مواد شیمیایی را برای کاربرد در موتورها، ترانسفورماتورها و کابل‌های ولتاژ بالا بهبود می‌بخشد.
فرآیند پوشش کابل چگونه انجام می‌شود؟
فرآیند پوشش کابل شامل چندین مرحله برای اعمال یک لایه عایق یکنواخت است که ویسکوزیته پوشش نقش محوری در کنترل جریان و چسبندگی دارد. معمولاً سیم لخت تمیز می‌شود، با لعاب یا پلیمر پوشش داده می‌شود، عمل‌آوری می‌شود و آزمایش می‌شود. این فرآیند با آماده‌سازی و تمیز کردن آغاز می‌شود، جایی که سیم‌ها برای از بین بردن آلودگی‌ها تمیز می‌شوند و چسبندگی بهینه تضمین می‌شود.
مرحله بعدی، اعمال مواد است که در آن سیم از یک حمام لعاب یا قالب اکستروژن عبور می‌کند، جایی که ماده مذاب به آن می‌چسبد و با اندازه‌گیری ویسکوزیته درون خطی، جریان برای ضخامت یکنواخت پوشش، کنترل می‌شود. پس از آن، پخت انجام می‌شود، جایی که سیم روکش‌دار در یک فر گرم می‌شود تا حلال‌ها تبخیر شوند و لایه جامد شود، که اغلب برای عایق ضخیم‌تر در چندین پاس تکرار می‌شود. پس از آن، خنک‌سازی و پیچیدن اتفاق می‌افتد و به سیم اجازه می‌دهد تا قبل از پیچیده شدن روی قرقره‌ها، خنک شود تا پوشش تثبیت شود. در نهایت، کنترل کیفیت انجام می‌شود و ویسکومترهای درون خطی پارامترها را در زمان واقعی تنظیم می‌کنند تا پوشش لعابی ثابت سیم حفظ شود.
چه موادی در پوشش کابل استفاده می‌شود؟
مواد متنوعی برای پوشش کابل بر اساس الزامات کاربردی، مانند عایق الکتریکی، انعطاف‌پذیری و مقاومت محیطی انتخاب می‌شوند. مواد رایج شامل پلیمرها و لعاب‌ها هستند که محتوای جامد آنها از ۸٪ تا ۶۰٪ و ویسکوزیته آنها بین ۳۰ تا ۶۰۰۰۰ میلی‌پاسکال متغیر است.
گزینه‌های کلیدی شامل پلی‌اتیلن (PE) است که مقاومت دی‌الکتریک بالایی را همراه با مقاومت در برابر رطوبت و مواد شیمیایی ارائه می‌دهد، از جمله انواعی مانند LDPE برای انعطاف‌پذیری و HDPE برای دوام.
پلی‌وینیل کلراید (PVC) مقرون‌به‌صرفه، ضد شعله و انعطاف‌پذیر است و آن را برای کابل‌های عمومی ایده‌آل می‌کند. پلی‌اتیلن کراس‌لینک (XLPE) ترموست با مقاومت حرارتی، سایشی و شیمیایی عالی برای کاربردهای ولتاژ بالا است.
پلی اورتان (PUR) مقاومت سایشی را برای محیط‌های سخت و قابلیت لحیم‌کاری خوبی فراهم می‌کند. پلی‌استریمید (PEI) و پلی‌استر اصلاح‌شده با THEIC (TPE) لعاب‌های مقاوم در برابر حرارت هستند که اغلب در پوشش‌های پایه برای سیم‌های آهنربا استفاده می‌شوند.
پلی‌آمید-ایمید (PAI) پایداری حرارتی بالایی دارد و به عنوان پوشش‌های نهایی برای بهبود خواص مکانیکی و شیمیایی استفاده می‌شود. لاستیک سیلیکونی در برابر حرارت مقاوم است و برای کابل‌های با دمای بالا پایدار است. سایر لعاب‌ها مانند پلی‌وینیل‌فرمال (PVF) و انواع خودچسبنده، مانند اپوکسی، نیازهای خاص چسبندگی را برآورده می‌کنند.
نقاط اندازه‌گیری در فرآیند پوشش‌دهی سیم
نقاط اندازه‌گیری برای نظارت بر ویسکوزیته پوشش و اطمینان از پوشش با ضخامت یکنواخت بسیار مهم هستند. این نقاط شامل مخزن یا حمام مخلوط کردن لعاب، جایی که مواد اولیه مخلوط می‌شوند وویسکومترهای درون خطیویسکوزیته اولیه را تشخیص دهید. خط تغذیه به دستگاه اعمال کننده در مرحله بعد قرار دارد و امکان تنظیمات مربوط به غلظت خوراک قبل از قالب یا حمام را فراهم می‌کند. مراحل پس از اعمال، تأیید کیفیت ضخامت و چسبندگی پس از پخت را فراهم می‌کند. در طول جریان فرآیند، اندازه‌گیری مداوم ویسکوزیته درون خطی، تغییرات در زمان واقعی ناشی از دما یا برش را ثبت می‌کند.
مشکلات فعلی در کنترل ویسکوزیته
کنترل ویسکوزیته در پوشش کابل با چالش‌های متعددی روبرو است که اغلب منجر به پوشش لعابی ناهمگون سیم می‌شود. اتکا به آزمایش آفلاین یک مسئله اساسی است، زیرا نمونه‌های آزمایشگاهی باعث تأخیر و عدم دقت می‌شوند زیرا ویسکوزیته با دما و برش آفلاین تغییر می‌کند.
عوامل محیطی، مانند تبخیر حلال، رطوبت و نوسانات دما، ویسکوزیته پوشش را به طور غیرقابل پیش‌بینی تغییر می‌دهند. رفتار غیر نیوتنی لعاب‌ها، مسائل را پیچیده‌تر می‌کند، زیرا ویسکوزیته آنها تحت برش تغییر می‌کند و اندازه‌گیری‌ها را با ابزارهای سنتی مانند فنجان‌های تخلیه، پیچیده و غیرقابل تکرار می‌کند.
محدودیت‌های تجهیزات نیز نقش دارند، به طوری که ویسکومترهای پدالی از خطاهای تبخیر رنج می‌برند و روش‌های دستی قادر به ثبت تغییرات دینامیکی نیستند که این امر باعث افزایش زمان از کارافتادگی و نیازهای تعمیر و نگهداری می‌شود.
اثرات منفی ناشی از ویسکوزیته ناپایدار
ویسکوزیته ناهماهنگ پوشش منجر به نقص‌هایی می‌شود که عملکرد کابل را به خطر می‌اندازد و هزینه‌ها را افزایش می‌دهد. این امر منجر به عایق ناهموار می‌شود و باعث ایجاد سوراخ‌های ریز، تاول یا ضخامت بیش از حد می‌شود که منجر به اتصال کوتاه و خرابی‌های الکتریکی می‌شود.
افت کیفیت نیز رخ می‌دهد، به طوری که پوشش‌های چسبنده یا شل شده ناشی از ویسکوزیته بالا یا پایین، مقاومت حرارتی، انعطاف‌پذیری و خواص مکانیکی را کاهش می‌دهند.
افزایش ضایعات یکی دیگر از عواقب آن است، از جمله افزایش نرخ ضایعات، استفاده از حلال و دوباره کاری که بر حاشیه سود و انطباق با محیط زیست تأثیر می‌گذارد.
ریسک‌های عملیاتی نیز افزایش می‌یابند و به طور بالقوه منجر به فراخوان محصول، نقض مقررات و از دست دادن پذیرش بازار به دلیل مقاومت در برابر رنگ‌پریدگی و خشک شدن ضعیف می‌شوند.
ضرورت‌های پایش ویسکوزیته در لحظه
نظارت بلادرنگ از طریقویسکومترهای درون خطیبرای رسیدگی به این مسائل با ارائه داده‌های مداوم، که امکان تنظیمات فوری حلال‌ها و دما را برای ویسکوزیته پایدار پوشش فراهم می‌کند، حیاتی است. این امر با حذف خطاهای نمونه‌برداری و تضمین پوشش با ضخامت یکنواخت از اندازه‌گیری‌های اولیه، تغییرات را کاهش می‌دهد. علاوه بر این، از طریق کنترل‌های خودکار که رد شدن‌ها، زمان از کارافتادگی و خطرات انطباق را در تولید سریع به حداقل می‌رساند، کارایی را بهبود می‌بخشد.
مزایای ویسکومتر پوششی لون متر (Lonnmeter Coating Viscometer Inline)
لون‌مترویسکومتر پوشش درون خطیاندازه‌گیری ویسکوزیته درون خطی پیشرفته را برای کنترل دقیق پوشش کابل ارائه می‌دهد. این دستگاه با حفظ ویسکوزیته پوشش ثابت برای پوشش با ضخامت یکنواخت و پوشش سیم لعابی بدون نقص، کیفیت برتر محصول را تضمین می‌کند.
بهره‌وری عملیاتی با داده‌های بلادرنگ افزایش می‌یابد که باعث کاهش زمان از کارافتادگی می‌شود و با نصب، بهره‌برداری و نگهداری آسان از طریق یک رابط کاربرپسند پشتیبانی می‌شود.
صرفه‌جویی در هزینه‌ها با به حداقل رساندن ضایعات، استفاده از حلال و مواد دور ریخته شده از طریق تنظیمات خودکار و نظارت بر سیالات غیر نیوتنی حاصل می‌شود.
قابلیت اطمینان بیشتر از حسگرهای پیشرفته‌ای ناشی می‌شود که دماهای بالا و مواد خورنده را تحمل می‌کنند و در تمام ساعات شبانه‌روز اندازه‌گیری‌های دقیقی ارائه می‌دهند. در نهایت، با پشتیبانی از فرآیندهای سبزتر و انطباق با قوانین از طریق کاهش تغییرپذیری و بهینه‌سازی منابع، مزایای زیست‌محیطی و نظارتی را فراهم می‌کند.
زمان ارسال: ۱۳ آگوست ۲۰۲۵
