वायर और केबल कवरिंग प्रक्रियाएं: तकनीकों और प्रौद्योगिकियों के लिए एक व्यापक मार्गदर्शिका

बिजली संचरण और सूचना संचार के मुख्य वाहक के रूप में कार्य करने वाले तारों और केबलों का प्रदर्शन सीधे इन्सुलेशन और आवरण प्रक्रियाओं पर निर्भर करता है। केबल प्रदर्शन के लिए आधुनिक उद्योग की आवश्यकताओं में विविधता के साथ, चार प्रमुख प्रक्रियाएं - एक्सट्रूज़न, अनुदैर्ध्य रैपिंग, हेलिकल रैपिंग और डिप कोटिंग - विभिन्न परिदृश्यों में अद्वितीय लाभ प्रदर्शित करती हैं। यह लेख प्रत्येक प्रक्रिया के लिए सामग्री चयन, प्रक्रिया प्रवाह और अनुप्रयोग परिदृश्यों का गहन विश्लेषण करता है, जिससे केबल डिजाइन और चयन के लिए एक सैद्धांतिक आधार प्रदान किया जा सके।

1. एक्सट्रूज़न प्रक्रिया

1.1 सामग्री प्रणालियाँ

एक्सट्रूज़न प्रक्रिया में मुख्य रूप से थर्मोप्लास्टिक या थर्मोसेटिंग पॉलिमर सामग्री का उपयोग किया जाता है:

① पॉलीविनाइल क्लोराइड (PVC): कम लागत, आसान प्रसंस्करण, पारंपरिक कम वोल्टेज केबलों (जैसे, UL 1061 मानक केबल) के लिए उपयुक्त, लेकिन खराब ताप प्रतिरोध (दीर्घकालिक उपयोग तापमान ≤70°C)।
②क्रॉस-लिंक्ड पॉलीइथिलीन (XLPE)पेरोक्साइड या विकिरण क्रॉस-लिंकिंग के माध्यम से, तापमान रेटिंग 90°C (IEC 60502 मानक) तक बढ़ जाती है, जिसका उपयोग मध्यम और उच्च-वोल्टेज पावर केबलों के लिए किया जाता है।
③ थर्मोप्लास्टिक पॉलीयुरेथेन (टीपीयू): घर्षण प्रतिरोध आईएसओ 4649 मानक ग्रेड ए को पूरा करता है, रोबोट ड्रैग चेन केबल्स के लिए उपयोग किया जाता है।
④ फ्लोरोप्लास्टिक्स (जैसे, एफईपी): उच्च तापमान प्रतिरोध (200 डिग्री सेल्सियस) और रासायनिक संक्षारण प्रतिरोध, एयरोस्पेस केबल एमआईएल-डब्ल्यू-22759 आवश्यकताओं को पूरा करना।

1.2 प्रक्रिया विशेषताएँ

निरंतर कोटिंग प्राप्त करने के लिए स्क्रू एक्सट्रूडर का उपयोग करता है:

① तापमान नियंत्रण: एक्सएलपीई को तीन-चरण तापमान नियंत्रण की आवश्यकता होती है (फीड ज़ोन 120°C → संपीड़न ज़ोन 150°C → समरूपीकरण ज़ोन 180°C)।
2. मोटाई नियंत्रण: विलक्षणता ≤5% होनी चाहिए (जैसा कि GB/T 2951.11 में निर्दिष्ट है)।
③ शीतलन विधि: क्रिस्टलीकरण तनाव दरार को रोकने के लिए पानी के कुंड में ग्रेडिएंट शीतलन।

1.3 अनुप्रयोग परिदृश्य

① विद्युत संचरण: 35 केवी और उससे नीचे के एक्सएलपीई इन्सुलेटेड केबल (जीबी/टी 12706)।
2. ऑटोमोटिव वायरिंग हार्नेस: पतली दीवार वाला पीवीसी इन्सुलेशन (आईएसओ 6722 मानक 0.13 मिमी मोटाई)।
③ विशेष केबल: पीटीएफई इन्सुलेटेड समाक्षीय केबल (एएसटीएम डी3307)।

2 अनुदैर्ध्य लपेटने की प्रक्रिया

2.1 सामग्री चयन

① धातु की पट्टियाँ: 0.15 मिमीगैल्वनाइज्ड स्टील टेप(GB/T 2952 आवश्यकताओं के अनुसार), प्लास्टिक लेपित एल्युमिनियम टेप (Al/PET/Al संरचना)।
2. जल अवरोधक सामग्री: गर्म पिघलने वाले चिपकने वाले पदार्थ से लेपित जल अवरोधक टेप (सूजन दर ≥500%)।
③ वेल्डिंग सामग्री: आर्गन आर्क वेल्डिंग के लिए ER5356 एल्युमीनियम वेल्डिंग तार (AWS A5.10 मानक)।

2.2 प्रमुख प्रौद्योगिकियाँ

अनुदैर्ध्य रैपिंग प्रक्रिया में तीन मुख्य चरण शामिल हैं:

① स्ट्रिप फॉर्मिंग: बहु-चरणीय रोलिंग के माध्यम से सपाट स्ट्रिप्स को यू-आकार → ओ-आकार में मोड़ना।
2. निरंतर वेल्डिंग: उच्च आवृत्ति प्रेरण वेल्डिंग (आवृत्ति 400 किलोहर्ट्ज़, गति 20 मीटर/मिनट)।
③ ऑनलाइन निरीक्षण: स्पार्क परीक्षक (परीक्षण वोल्टेज 9 केवी/मिमी)।

2.3 विशिष्ट अनुप्रयोग

① पनडुब्बी केबल: दोहरी परत वाली स्टील स्ट्रिप अनुदैर्ध्य रैपिंग (IEC 60840 मानक यांत्रिक शक्ति ≥400 N/mm²)।
2. खनन केबल: नालीदार एल्यूमीनियम आवरण (एमटी 818.14 संपीडन शक्ति ≥20 एमपीए)।
③ संचार केबल: एल्युमीनियम-प्लास्टिक मिश्रित अनुदैर्ध्य आवरण परिरक्षण (संचरण हानि ≤0.1 dB/m @1GHz)।

3. हेलिकल रैपिंग प्रक्रिया

3.1 सामग्री संयोजन

① अभ्रक टेप: मस्कोवाइट सामग्री ≥95% (GB/T 5019.6), अग्नि प्रतिरोध तापमान 1000°C/90 मिनट।
2. अर्धचालक टेप: कार्बन ब्लैक सामग्री 30%～40% (आयतन प्रतिरोधकता 10²～10³ Ω·cm)।
③ मिश्रित टेप: पॉलिएस्टर फिल्म + गैर-बुना हुआ कपड़ा (मोटाई 0.05 मिमी ±0.005 मिमी)।

3.2 प्रक्रिया पैरामीटर

① लपेटने का कोण: 25°～55° (छोटा कोण बेहतर झुकने का प्रतिरोध प्रदान करता है)।
2. ओवरलैप अनुपात: 50%～70% (अग्निरोधी केबलों के लिए 100% ओवरलैप आवश्यक है)।
③ तनाव नियंत्रण: 0.5～2 N/mm² (सर्वो मोटर क्लोज्ड-लूप नियंत्रण)।

3.3 नवोन्मेषी अनुप्रयोग

① परमाणु ऊर्जा केबल: तीन-परत अभ्रक टेप रैपिंग (IEEE 383 मानक LOCA परीक्षण योग्य)।
2. सुपरकंडक्टिंग केबल: सेमीकंडक्टिंग वॉटर-ब्लॉकिंग टेप रैपिंग (क्रिटिकल करंट रिटेंशन रेट ≥98%)।
③ उच्च आवृत्ति केबल: पीटीएफई फिल्म रैपिंग (परावैद्युत स्थिरांक 2.1 @1 मेगाहर्ट्ज)।

4. डिप कोटिंग प्रक्रिया

4.1 कोटिंग प्रणालियाँ

① डामर कोटिंग्स: प्रवेश 60～80 (0.1 मिमी) @25°C (GB/T 4507)।
2. पॉलीयुरेथेन: दो-घटक प्रणाली (एनसीओ:ओएच = 1.1:1), आसंजन ≥3बी (एएसटीएम डी3359)।
③ नैनो-कोटिंग्स: SiO₂ संशोधित एपॉक्सी राल (नमक स्प्रे परीक्षण >1000 घंटे)।

4.2 प्रक्रिया सुधार

① वैक्यूम इम्प्रग्नेशन: 0.08 एमपीए का दबाव 30 मिनट तक बनाए रखा गया (छिद्र भरने की दर >95%)।
2. यूवी क्योरिंग: तरंगदैर्ध्य 365 एनएम, तीव्रता 800 एमजे/सेमी²।
③ ग्रेडिएंट सुखाने की विधि: 40°C × 2 घंटे → 80°C × 4 घंटे → 120°C × 1 घंटा।

4.3 विशेष अनुप्रयोग

① ओवरहेड कंडक्टर: ग्राफीन-संशोधित जंगरोधी कोटिंग (नमक जमाव घनत्व 70% तक कम हो गया)।
② जहाज पर लगे केबल: स्व-उपचारित पॉलीयूरिया कोटिंग (दरार भरने का समय <24 घंटे)।
③ भूमिगत केबल: अर्धचालक कोटिंग (ग्राउंडिंग प्रतिरोध ≤5 Ω·किमी)।

5। उपसंहार

नई सामग्रियों और उन्नत उपकरणों के विकास के साथ, आवरण प्रक्रियाएं कंपोजिटीकरण और डिजिटलीकरण की ओर विकसित हो रही हैं। उदाहरण के लिए, एक्सट्रूज़न-लॉन्गिट्यूडिनल रैपिंग की संयुक्त तकनीक तीन-परत सह-एक्सट्रूज़न + एल्युमीनियम शीथ के एकीकृत उत्पादन को संभव बनाती है, और 5G संचार केबल नैनो-कोटिंग + रैपिंग कंपोजिट इन्सुलेशन का उपयोग करते हैं। भविष्य में प्रक्रिया नवाचार के लिए लागत नियंत्रण और प्रदर्शन वृद्धि के बीच इष्टतम संतुलन खोजना आवश्यक है, जो केबल उद्योग के उच्च गुणवत्ता वाले विकास को गति प्रदान करेगा।