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电缆涂层工艺 | 在线粘度控制

在电线涂层工艺中,自动化在线粘度测量与控制对于控制涂料配方和涂覆粘度至关重要。为了确保涂层始终保持高质量和均匀性,需要实时监测整个工艺流程中的粘度变化,并以基线为基准进行测量,而非仅仅测量绝对值。

电线涂层工艺

什么是电缆涂层?

电缆涂层是指在电线电缆表面涂覆一层保护性或绝缘层,以提高其耐久性、电气性能和抗环境因素的能力。这包括漆包线涂层,即将一层薄薄的绝缘材料(例如聚合物基漆包材料)涂覆在铜或铝等导线上,以防止短路并防止受潮、磨损和化学品腐蚀。涂层粘度的质量对于获得均匀的涂层厚度至关重要,这能确保绝缘性能的一致性,并保证产品在从电机到电信等各种应用中的整体可靠性。

涂层工艺的目的

电缆涂层工艺具有多项重要功能,主要包括为电线电缆提供电气绝缘和机械保护。它能保护电线电缆免受潮湿、高温、化学品和磨损等环境危害,从而保持其最佳性能,同时延长使用寿命,并确保其在各行各业的安全运行。

这包括保护绕组免受潮气吸收以及油、酸、化学品、高温和霉菌滋生等破坏性因素的影响,同时将导线和绝缘层牢固地粘合在一起,形成一个整体,以抵抗冲击、振动和机械应力。此外,它还能增强绝缘体的电气性能,使其在冷热循环中保持性能稳定。该工艺可防止短路、机械损伤和环境劣化,并通过颜色或标记便于识别。总而言之,它提高了电机、变压器和高压电缆等应用的耐久性、柔韧性以及耐磨性、耐极端温度性和耐化学腐蚀性。

涂层工艺示意图

电缆涂层工艺是如何运作的?

电缆涂覆工艺包含多个步骤,旨在形成均匀的绝缘层,其中涂料粘度在控制流动性和附着力方面起着至关重要的作用。通常,裸线经过清洁、涂覆漆包线或聚合物、固化和测试等工序。该工艺始于准备和清洁阶段,首先要清洁导线以去除污染物,确保最佳附着力。

接下来是涂层涂覆,导线穿过漆包线槽或挤压模具,熔融漆料粘附在导线上,在线粘度测量系统监控涂层流量,确保涂层厚度均匀。之后是固化,将涂覆后的导线放入烘箱中加热,使溶剂挥发,涂层固化。为了获得更厚的绝缘层,通常需要多次加热。然后进行冷却和卷绕,导线冷却后涂层稳定,再卷绕到线轴上。最后进行质量控制,在线粘度计实时调整参数,以保持漆包线涂层的一致性。

电缆涂层中使用了哪些材料?

根据应用需求,例如电绝缘性、柔韧性和耐环境性,电缆涂层可选择多种材料。常用材料包括聚合物和漆包线,固含量范围为 8% 至 60%,粘度范围为 30 至 60,000 mPa·s。

主要选择包括聚乙烯(PE),它具有高介电强度以及防潮和耐化学腐蚀性能,其中有低密度聚乙烯(LDPE)用于提高柔韧性,高密度聚乙烯(HDPE)用于提高耐用性。

聚氯乙烯 (PVC) 具有成本效益高、阻燃和柔韧性好等优点,是通用电缆的理想材料。交联聚乙烯 (XLPE) 是一种热固性材料,具有优异的耐热性、耐磨性和耐化学腐蚀性,适用于高压应用。

聚氨酯(PUR)具有优异的耐磨性,适用于恶劣环境,且焊接性能良好。聚酯酰亚胺(PEI)和THEIC改性聚酯(TPE)是耐热漆,常用于磁线的底漆。

聚酰胺酰亚胺(PAI)具有很高的热稳定性,可用作面漆以增强机械和化学性能。硅橡胶耐热且稳定,适用于高温电缆。其他漆料,例如聚乙烯醇缩甲醛(PVF)和自粘型漆料(如环氧基漆),则可满足特定的粘合需求。

线材涂层工艺中的测量点

测量点对于监测涂料粘度以确保涂层厚度均匀至关重要。这些测量点包括搪瓷混合罐或槽,原材料在此处混合;在线粘度计首先检测初始粘度。接下来是通往涂布器的供料管路,以便在进入模头或涂布槽之前调整进料稠度。之后是涂布后处理阶段,用于验证固化后的厚度和粘合力。在整个工艺流程中,连续的在线粘度测量可实时捕捉由温度或剪切力引起的粘度变化。

粘度控制中的当前问题

电缆涂层粘度控制面临诸多挑战,常常导致漆包线涂层质量不稳定。依赖离线测试是一个主要问题,因为实验室样品会因粘度随温度和剪切力的变化而变化,从而造成测试延迟和误差。

溶剂挥发、湿度和温度波动等环境因素会不可预测地改变涂层粘度。瓷釉的非牛顿流体特性进一步加剧了问题的复杂性,因为它们在剪切作用下粘度会发生变化,使得使用传统的流出杯等工具进行测量既繁琐又无法重复。

设备限制也是一个因素,桨式粘度计容易出现蒸发误差,而人工方法无法捕捉动态变化,这增加了停机时间和维护需求。

粘度不一致带来的负面影响

涂层粘度不一致会导致缺陷,从而影响电缆性能并增加成本。这会导致绝缘不均匀,产生针孔、气泡或过厚等问题,最终导致短路和故障。

质量也会下降,高粘度或低粘度导致的粘稠或下垂涂层会降低密封性、柔韧性和机械性能。

另一个后果是浪费增加,包括废品率上升、溶剂使用量增加和返工,这些都会影响利润率和环境合规性。

运营风险也会随之加剧,可能导致产品召回、违反监管规定,并因耐褪色性和干燥性能差而失去市场认可。

实时粘度监测的必要性

通过实时监控在线粘度计通过提供连续数据来解决这些问题至关重要,这样可以立即调整溶剂和温度,从而保持涂料粘度的稳定。它通过消除抽样误差并确保涂层厚度与基线测量值一致,从而减少偏差。此外,它还通过自动化控制提高效率,最大限度地减少快节奏生产中的废品率、停机时间和合规风险。

Lonnmeter涂层粘度计在线式的优势

朗米特在线涂层粘度计提供先进的在线粘度测量功能,可对电缆涂层进行精确控制。它通过保持涂层粘度的一致性,确保涂层厚度均匀,从而保证卓越的产品质量,实现无缺陷的漆包线涂层。

实时数据可减少停机时间,从而提高运营效率;用户友好的界面支持轻松安装、操作和维护。

通过对非牛顿流体进行自动调整和监控,最大限度地减少浪费、溶剂使用和废料,从而实现成本节约。

先进的传感器能​​够应对高温和腐蚀性环境,从而提高可靠性,全天候提供精准读数。此外,它还能通过降低变异性和优化资源配置,支持更环保的工艺流程和合规性,从而带来环境和监管方面的优势。


发布时间:2025年8月13日