Geautomatiseerde inline viscositeitsmeting en -regeling is cruciaal voor het beheersen van de viscositeit van de coatingformulering en -applicatie in het draadcoatingproces. Om een consistente, hoogwaardige en uniforme coating te garanderen, wordt de viscositeitsverandering in de gehele processtroom in realtime gemonitord, waarbij metingen worden verricht ten opzichte van een basislijn in plaats van alleen absolute waarden te meten.
Wat is kabelcoating?
Kabelcoating is het proces waarbij een beschermende of isolerende laag wordt aangebracht op draden en kabels om hun duurzaamheid, elektrische prestaties en weerstand tegen omgevingsfactoren te verbeteren. Dit omvat onder andere emaille draadcoating, waarbij een dunne laag isolerend materiaal, zoals polymeergebaseerde emaille, wordt aangebracht op geleidende draden zoals koper of aluminium om kortsluiting te voorkomen en te beschermen tegen vocht, slijtage en chemicaliën. De viscositeit van de coating is cruciaal voor het verkrijgen van een uniforme laagdikte, wat zorgt voor een consistente isolatie en algehele productbetrouwbaarheid in toepassingen variërend van elektromotoren tot telecommunicatie.
Doel van het coatingproces
Het kabelcoatingproces vervult meerdere essentiële functies, met name het bieden van elektrische isolatie en mechanische bescherming aan draden en kabels. Het beschermt de optimale eigenschappen van de geproduceerde draad tegen omgevingsinvloeden zoals vocht, hitte, chemicaliën en slijtage, terwijl het de levensduur verlengt en een veilige werking in diverse industrieën garandeert.
Dit omvat het beschermen van wikkelingen tegen vochtabsorptie en schadelijke invloeden zoals olie, zuren, chemicaliën, hitte en schimmelgroei, terwijl het tevens draden en isolatie tot een solide, samenhangende massa verbindt die bestand is tegen schokken, trillingen en mechanische spanning. Bovendien verbetert het de elektrische eigenschappen van isolatoren, waardoor de prestaties behouden blijven tijdens temperatuurschommelingen. Het proces voorkomt kortsluiting, mechanische schade en aantasting door omgevingsinvloeden en vergemakkelijkt identificatie door middel van kleuren of markeringen. Kortom, het verbetert de duurzaamheid, flexibiliteit en weerstand tegen slijtage, extreme temperaturen en chemicaliën voor toepassingen in motoren, transformatoren en hoogspanningskabels.
Hoe werkt het kabelcoatingproces?
Het coatingproces van kabels omvat verschillende stappen om een gelijkmatige isolatielaag aan te brengen, waarbij de viscositeit van de coating een cruciale rol speelt bij het beheersen van de vloei en de hechting. Doorgaans wordt een blanke draad gereinigd, gecoat met emaille of polymeer, uitgehard en getest. Het proces begint met de voorbereiding en reiniging, waarbij de draden worden gereinigd om verontreinigingen te verwijderen en een optimale hechting te garanderen.
Vervolgens wordt het materiaal aangebracht. De draad wordt door een emailbad of extrusiematrijs geleid, waar gesmolten materiaal zich hecht. De viscositeit wordt continu gemeten om de stroom te bewaken en een uniforme coatingdikte te garanderen. Daarna volgt het uithardingsproces, waarbij de gecoate draad in een oven wordt verhit om oplosmiddelen te verdampen en de laag te laten stollen. Dit proces wordt vaak meerdere keren herhaald voor een dikkere isolatie. Na het uitharden vindt het afkoelen en oprollen plaats. De draad koelt af en stabiliseert de coating voordat deze op spoelen wordt gewikkeld. Ten slotte wordt de kwaliteitscontrole uitgevoerd, waarbij viscometers de parameters in realtime aanpassen om een consistente emailcoating van de draad te behouden.
Welke materialen worden gebruikt bij de isolatie van kabels?
Voor de kabelcoating worden diverse materialen geselecteerd op basis van toepassingsvereisten, zoals elektrische isolatie, flexibiliteit en weerstand tegen omgevingsinvloeden. Veelgebruikte materialen zijn polymeren en emaille, met een vaststofgehalte van 8% tot 60% en een viscositeit tussen 30 en 60.000 mPas.
Belangrijke opties zijn onder andere polyethyleen (PE), dat een hoge diëlektrische sterkte biedt, evenals vocht- en chemische bestendigheid, met varianten zoals LDPE voor flexibiliteit en HDPE voor duurzaamheid.
Polyvinylchloride (PVC) is kosteneffectief, vlamvertragend en flexibel, waardoor het ideaal is voor algemene kabels. Vernet polyethyleen (XLPE) is thermohardend en heeft een superieure hitte-, slijtage- en chemische bestendigheid voor hoogspanningstoepassingen.
Polyurethaan (PUR) biedt slijtvastheid voor gebruik in ruwe omgevingen en goede soldeerbaarheid. Polyesterimide (PEI) en THEIC-gemodificeerd polyester (TPE) zijn hittebestendige emailverven die vaak worden gebruikt als basislaag voor magneetdraden.
Polyamide-imide (PAI) biedt een hoge thermische stabiliteit en wordt gebruikt als toplaag voor mechanische en chemische verbetering. Siliconenrubber is hittebestendig en stabiel voor kabels die bestand zijn tegen hoge temperaturen. Andere emaillesoorten zoals polyvinylformal (PVF) en zelfhechtende typen, zoals epoxy, zijn geschikt voor specifieke verlijmingsbehoeften.
Meetpunten in het draadcoatingproces
Meetpunten zijn cruciaal voor het bewaken van de viscositeit van de coating om een uniforme coatingdikte te garanderen. Deze meetpunten omvatten de mengtank of het mengbad van het email, waar de grondstoffen worden gemengd eninline viscometersDe initiële viscositeit wordt gemeten. Vervolgens komt de toevoerleiding naar de applicator, waardoor de consistentie van de toevoer vóór de matrijs of het bad kan worden aangepast. Na de applicatie volgen de kwaliteitsverificatie van de dikte en hechting na uitharding. Gedurende het gehele proces wordt de viscositeit continu inline gemeten, waardoor realtime veranderingen als gevolg van temperatuur of schuifkracht worden vastgelegd.
Actuele problemen bij viscositeitsbeheersing
Viscositeitscontrole bij kabelcoating brengt diverse uitdagingen met zich mee, wat vaak leidt tot inconsistente emaille coatings. Het gebruik van offline testen is een groot probleem, omdat laboratoriummonsters vertragingen en onnauwkeurigheden veroorzaken doordat de viscositeit offline varieert met temperatuur en schuifkracht.
Omgevingsfactoren, zoals verdamping van oplosmiddelen, luchtvochtigheid en temperatuurschommelingen, beïnvloeden de viscositeit van coatings op onvoorspelbare wijze. Het niet-Newtoniaanse gedrag van emaille maakt de zaken nog ingewikkelder, omdat de viscositeit ervan verandert onder schuifspanning, waardoor metingen met traditionele instrumenten zoals uitstroombekers onnauwkeurig en niet reproduceerbaar zijn.
Ook beperkingen van de apparatuur spelen een rol; viscometers met schoepen hebben last van verdampingsfouten en handmatige methoden slagen er niet in dynamische veranderingen vast te leggen, wat leidt tot meer stilstand en onderhoudsbehoeften.
Negatieve gevolgen van inconsistente viscositeit
Een inconsistente coatingviscositeit leidt tot defecten die de kabelprestaties negatief beïnvloeden en de kosten verhogen. Dit resulteert in ongelijkmatige isolatie, waardoor gaatjes, blaren of overmatige dikte ontstaan die kortsluiting en storingen veroorzaken.
Ook de kwaliteit kan achteruitgaan, bijvoorbeeld door plakkerige of slappe coatings als gevolg van een te hoge of te lage viscositeit, waardoor de luchtdichtheid, flexibiliteit en mechanische eigenschappen afnemen.
Een ander gevolg is een toename van afval, waaronder hogere afvalpercentages, meer oplosmiddelgebruik en herwerk, wat de winstmarges en de naleving van milieuregelgeving beïnvloedt.
Ook de operationele risico's nemen toe, wat mogelijk kan leiden tot productterugroepingen, overtredingen van regelgeving en verlies van marktacceptatie als gevolg van slechte kleurechtheid en droogprestaties.
Noodzakelijkheden van realtime viscositeitsmonitoring
Realtime monitoring viainline viscometersHet is essentieel om deze problemen aan te pakken door continu gegevens te leveren, waardoor onmiddellijke aanpassingen aan oplosmiddelen en temperatuur mogelijk zijn voor een stabiele coatingviscositeit. Het vermindert variaties door bemonsteringsfouten te elimineren en een uniforme coatingdikte te garanderen op basis van basismetingen. Bovendien verbetert het de efficiëntie door geautomatiseerde besturingen die afkeuringen, stilstand en nalevingsrisico's in een snel tempo minimaliseren.
Voordelen van Lonnmeter Coating Viscometer Inline
De LonnmeterInline coatingviscometerHet biedt geavanceerde inline viscositeitsmeting voor nauwkeurige controle bij kabelcoating. Het garandeert een superieure productkwaliteit door een constante coatingviscositeit te handhaven voor een uniforme coatingdikte en een defectvrije emaille draadcoating.
De operationele efficiëntie wordt verbeterd door realtime data die de uitvaltijd verkort, ondersteund door eenvoudige installatie, bediening en onderhoud via een gebruiksvriendelijke interface.
Kostenbesparingen worden gerealiseerd door verspilling, oplosmiddelgebruik en afgekeurde producten te minimaliseren via geautomatiseerde aanpassingen en monitoring van niet-Newtoniaanse vloeistoffen.
De verbeterde betrouwbaarheid wordt bereikt door geavanceerde sensoren die bestand zijn tegen hoge temperaturen en corrosieve stoffen, waardoor ze 24 uur per dag nauwkeurige metingen leveren. Ten slotte biedt het milieu- en regelgevingsvoordelen door groenere processen en naleving te ondersteunen via verminderde variabiliteit en optimalisatie van hulpbronnen.
Geplaatst op: 13 augustus 2025
