مواد ساختاری سیم و کابل

بیشتر محصولات سیم و کابل، بلند و نواری شکل با شکل های مقطعی یکسان (با نادیده گرفتن خطاهای ساخت) هستند. این با استفاده از آنها به عنوان اجزای مدار یا سیم پیچ در سیستم ها یا تجهیزات تعیین می شود. بنابراین، تجزیه و تحلیل ترکیب ساختاری محصولات کابلی تنها مستلزم رعایت سطح مقطع آنها است.

اجزای ساختاری محصولات سیم و کابل را می توان به طور کلی به چهار بخش ساختاری اصلی تقسیم کرد: هادی ها، عایق ها، محافظ ها و روکش ها، همچنین عناصر پرکننده و عناصر کششی. بسته به نیازهای استفاده و کاربرد محصول، برخی از محصولات ساختار بسیار ساده ای دارند.

 

مواد کابل
به یک معنا، صنعت تولید سیم و کابل، صنعت پردازش و مونتاژ مواد است. اولاً، مقدار مواد مورد استفاده بسیار زیاد است. هزینه های مواد 80-90٪ از کل هزینه تولید محصولات کابلی را تشکیل می دهد. ثانیا، انواع و اقسام مواد مورد استفاده بسیار زیاد است، به ویژه با الزامات عملکرد بالا. به عنوان مثال، هادی های مسی به خلوص بیش از 99.95 درصد نیاز دارند و برخی از محصولات به مس با خلوص بالا بدون اکسیژن نیاز دارند. ثالثاً، انتخاب مواد تأثیر تعیین کننده ای بر فرآیند تولید، عملکرد محصول و عمر مفید دارد.

 

در همین حال، سودآوری شرکت های تولید سیم و کابل ارتباط نزدیکی با حفظ علمی مواد در انتخاب مواد، پردازش و مدیریت تولید دارد.

 

بنابراین، هنگام طراحی محصولات سیم و کابل، انتخاب مواد باید به طور همزمان انجام شود. به طور کلی، چندین ماده انتخاب می‌شوند و انتخاب نهایی پس از آزمایش‌های غربالگری فرآیند و عملکرد انجام می‌شود.

 

مواد مورد استفاده در محصولات کابلی را می توان بر اساس کاربرد و عملکرد آنها به مواد رسانا، مواد عایق، مواد پرکننده، مواد محافظ و مواد روکش طبقه بندی کرد. با این حال، برخی از مواد در چندین جزء ساختاری مشترک هستند. به خصوص مواد ترموپلاستیک مانند پلی وینیل کلراید و پلی اتیلن را می توان برای عایق کاری یا پوشش دهی به سادگی با تغییر برخی از اجزای فرمول آنها استفاده کرد.

 

مواد مورد استفاده در تولید محصولات کابلی طیف بسیار گسترده ای از دسته بندی ها را با تعداد بسیار زیادی از انواع و مشخصات (درجات) پوشش می دهد.

 

نام ساختار محصول و مواد
هادی: اساسی ترین و ضروری ترین جزء اصلی برای انتقال اطلاعات جریان یا امواج الکترومغناطیسی.

 

مواد اصلی: هادی کوتاه برای هسته رسانا است، ساخته شده از فلزات غیر آهنی با رسانایی عالی مانند مس، آلومینیوم، فولاد با روکش مس و آلومینیوم با روکش مس، با فیبرهای نوری به عنوان رسانا استفاده می شود.

 

سیم های مسی خالی و سیم های قلع دار وجود دارد. سیم های تک رشته ای و سیم های رشته ای؛ و سیم های رشته شده و سپس قلع شده.

 

لایه عایق: جزئی است که قسمت بیرونی هادی را می پوشاند و عایق الکتریکی ایجاد می کند. این تضمین می کند که جریان عبوری، امواج الکترومغناطیسی یا امواج نور فقط در امتداد رسانا حرکت می کنند و به بیرون جریان نمی یابند. همچنین پتانسیل هادی را جدا می کند (یعنی اختلاف پتانسیل یا ولتاژی که نسبت به اجسام اطراف ایجاد می کند). به طور خلاصه، باید هم عملکرد انتقال عادی هادی و هم ایمنی اشیاء و افراد خارجی را تضمین کند. هادی و لایه عایق دو جزء ضروری محصولات کابلی هستند (به جز سیم های خالی).

 

مواد اصلی: PVC، PE، XLPE، پلی پروپیلن PP، فلوروپلاستیک F، لاستیک، کاغذ، نوار میکا.

 

ساختار پرکننده: بسیاری از محصولات سیم و کابل چند هسته ای هستند. پس از اینکه این هسته ها یا جفت های عایق بندی شده باندل شدند (یا چندین بار گروه بندی و دسته بندی شدند)، شکل کاملاً گرد نیست و شکاف های زیادی بین هسته های عایق وجود دارد. بنابراین، ساختار پرکننده باید در طول فرآیند کابل کشی اضافه شود. ساختار پرکننده به این صورت است که قطر بیرونی بسته نرم افزاری را نسبتاً گرد می کند که برای بسته بندی و اکسترود کردن غلاف مفید است.

 

مواد اصلی: طناب PP

محافظ: قطعه ای که میدان الکترومغناطیسی داخل کابل را از میدان های الکترومغناطیسی خارجی جدا می کند. برخی از محصولات کابلی نیز به جداسازی متقابل بین جفت (یا گروه) سیم های مختلف نیاز دارند. لایه محافظ را می توان یک "صفحه ایزوله الکترومغناطیسی" در نظر گرفت. محافظ هادی و محافظ عایق در کابل های فشار قوی برای همگن کردن توزیع میدان الکتریکی هستند.

 

مواد اصلی: سیم مسی لخت، سیم فولادی با روکش مس، سیم مسی قلع شده

غلاف: هنگامی که محصولات سیم و کابل در محیط های مختلف نصب و راه اندازی می شوند، باید دارای اجزایی باشند که از کل محصول به ویژه لایه عایق محافظت می کند. این غلاف است

 

از آنجایی که ماده عایق باید دارای خواص عایق الکتریکی عالی باشد، باید بسیار خالص با محتوای ناخالصی بسیار کم باشد. اغلب، تضمین همزمان توانایی آن برای محافظت در برابر نیروهای خارجی غیرممکن است. بنابراین، سازه های غلاف مختلف باید مسئولیت مقاومت یا مقاومت در برابر نیروهای مکانیکی مختلف از دنیای خارج (یعنی در هنگام نصب، استفاده و بهره برداری)، مقاومت در برابر محیط های جوی، مقاومت در برابر مواد شیمیایی یا روغن، جلوگیری از آسیب های بیولوژیکی و کاهش خطرات آتش سوزی را بر عهده داشته باشند.

 

مواد اصلی: PVC، PE، لاستیک، آلومینیوم، نوار فولادی. اجزای کششی: سازه‌های معمولی شامل سیم رشته‌ای آلومینیومی با هسته فولادی، کابل‌های فیبر نوری و غیره است. به طور خلاصه، اجزای کششی نقش عمده‌ای در توسعه محصولات کوچک و انعطاف‌پذیر ویژه دارند که به خمش و پیچش مکرر نیاز دارند.