Kunnskap

Nesten hvert lag som gir en optisk kabel sin form, ekstruderes og dannes i samme øyeblikk. PBT-røret som beskytter fibrene, den tette bufferen på en 900 µm innendørsfiber, strølaget under rustningen, den ytre kappen som vender mot sollys og gnagere i de neste tretti årene - hver smeltes av en enkelt-skrueekstruder, dannet av en frossen korshodeforming og frosset i noen få meter, senere.

Denne sekvensen er grunnen til at ett nummer på dataarket for ekstruderen betyr mer enn kjøpere vanligvis antar:L/D-forhold, skruens løpelengde delt på diameteren. En 90 mm skrue ved 30:1 bærer omtrent 2700 mm med vinglengde; samme skrue på 24:1 bærer ca 2.160 mm. Lengre selges rutinemessig som bedre. I kabelarbeid er det ofte ikke - fordi skruen ikke bare leverer effekt, den leverer en smelte ved en bestemt temperatur og konsistens, og formingstrinnet nedstrøms ble designet rundt den smelten.

Denne veiledningen dekker hva L/D gjør ved hver ekstruderingsstasjon i et kabelanlegg, hvordan det samhandler med formingsverktøyet, og hvor ekstra lengde slutter å hjelpe og begynner å koste deg produktet.

Der ekstrudering og forming skjer på en kabellinje

Et kabelanlegg har ikke én ekstruderingsprosess. Den har flere, som deler lite bortsett fra ordet "ekstruder":

• Sekundærbelegg (løst rør).En liten ekstruder danner et PBT-rør rundt gel-fylte eller tørre-blokkerte fibre, med høy linjehastighet og svært tett dimensjonstoleranse.
• Tett bufring.En veldig liten ekstruder påfører en termoplastisk buffer direkte over 250 µm belagt fiber for å produsere 900 µm innendørs fiber.
• Innvendig slire og sengetøy.En medium ekstruder påfører polyetylen over den strengede kjernen før armering.
• Ytre kappe og jakke.Den største ekstruderen på linjen påfører PE, LSZH eller PVC over den ferdige kjernen - over ståltape, korrugert rustning eller aramid, noen ganger som en figur-8-profil med en integrert messenger.

Forbindelsene spenner fra hygroskopiske termoplaster til tungt fylte halogen-frie formuleringer. Effektene varierer fra noen få kg/t til flere hundre. Spesifisere en "standard" L/D over enproduksjon av fiberoptiske kablerline garanterer at de fleste av disse stasjonene kjører feil skrue.

Hva L/D måler, i kabeltermer

L/D er et formforhold, ikke en kapasitetsvurdering:

• L- arbeidslengden på skruen, fra baksiden av mateåpningen til spissen.
• D- skruediameteren, som faktisk setter utgangsklassen til maskinen.

En 45 mm buffer-skrue og en 120 mm mantelskrue kan begge være 30:1 og avvike ti ganger i ytelse. 45 mm-maskinen produserer et 2,5 mm rør med 200 m/min; 120 mm maskinen produserer en 2 mm vegg over en 15 mm kjerne med 40 m/min. Samme forhold, helt andre jobber. Diameter og drivkraft setter gjennomstrømningstaket; L/D bestemmer hvor mye plass skruen skal hasmelte, homogenisere og sette under trykkforbindelsen før krysshodet tar over og begynner å danne det.

En strukturell detalj forklarer det meste av forvirringen. Mateseksjonen holder seg omtrent like lang uansett hvor lang skruen er. Hver diameter du legger til går til smelting og måling - til smeltekvalitet og trykk - ikke til mating. Så spørsmålet er aldri "vil jeg ha mer lengde"; det er "trenger denne forbindelsen, ved denne utgangen, mer smelting eller mer måling".

Hvorfor ekstrudere ble lengre, og hvorfor kabellinjer holdt seg korte

En 20:1-maskin var normal på begynnelsen av 1960-tallet og 24:1 regnet som en lang skrue. Siden den gang har det generelle markedet drevet oppover, til det punktet30:1 til 36:1 behandles nå som kommersiell standardpå generelle-enkeltskruede-maskiner. Det er et vanlig tilbud fra maskinbyggere, ikke en formell standard fra noen standardorgan -, en utmerkelse som er verdt å holde fast ved når et tilbud beskriver 36:1 som "industristandard".

Tekniske referanser forble mer konservative og beskriverenkelt-skrue L/D som vanligvis 20 til 30, med 24 den vanligste verdien, og nylig fagfellevurdert-arbeid bemerker detpresset mot 30:1 og utover har hovedsakelig vært drevet av gjennomstrømming og blandingskrav, med oppholdstid som betalt pris.

Kabelekstrudering fulgte stort sett ikke denne driften, av en spesifikk grunn for bransjen:ekstruderen angir ikke produksjonshastigheten - kabelen gjør.Utgang er lik linjehastighet multiplisert med-tverrsnittsarealet til laget som påføres, og begge disse er festet av produktet og av det tregeste elementet på linjen, som vanligvis er kjøletrauet, kappen, larven eller strandingen oppstrøms. En mantelekstruder kjører vanligvis godt under sin evne. Lengde kjøpt for å jage gjennomstrømning du aldri vil nå er lengde som bare legger til oppholdstid til en forbindelse som helst ikke vil ha det.

Hva ekstra lengde faktisk kjøper på en kabellinje

• Smeltekapasitet- en fullstendig smeltet, termisk jevn smelte. På en løs rørlinje viser dette seg direkte som veggtykkelseskonsistens og rundhet; usmeltet materiale eller en temperaturgradient over smelten blir ovalitet og eksentrisitet i et rør med 0,2 mm vegg.
• Trykkgenerering- hodetrykk uten for høy skruhastighet. Dette betyr mest på de to små stasjonene: tett buffering, hvor dysen er svært restriktiv, og bufferrørekstrudering, hvor trykkstabilitet oversettes rett til diameterstabilitet.
• Homogenisering- jevn fordeling av tilsetningsstoffer. Dette er det sterkeste argumentet for lengde på en utendørs mantellinje, der 2–3 % carbon black må spres jevnt eller UV-beskyttelsen på en 30-årig antennekabel blir et lotteri.
• Utlufting- en dekompresjons- og ventilasjonssone for fuktighet og flyktige stoffer, som ikke bidrar med noe til produksjonen, men bruker reell lengde.

Der utgangsgevinsten stopper

Å legge til L/D øker ikke produksjonen på ubestemt tid, fordi grensen vanligvis er oppstrøms i matedelen - og begge feilmodusene vises i kabelanlegg:

• Små skruer begrenses av dreiemoment.På en 45 mm buffer-skrue kan kanalen bare utdypes så langt før rotdiameteren er for tynn og skruen risikerer vridningssvikt. Bufferrørledninger går inn i dette før de går inn i smeltelengde.
• Store skruer begrenses av mating.Etter hvert som matekanalen blir dypere, slutter skruen å fylles pålitelig og utgangen flater ut uavhengig av lengde. Høyt fylte LSZH-pellets, med deres forskjellige bulktetthet og overflatefriksjon, mates annerledes enn naturlig PE -, en årsak til at en skrue som fungerer på en PE-mantellinje kan skuffe på samme maskin som kjører en halogen-fri blanding.

Transport av faste stoffer avhenger av bulkdensitet, pelletform og friksjon mot tønnen kontra skruen, og det er derfor enrillet fôrseksjonmed en riktig avkjølt feed hals kan holde utgangen klatring der en jevn tønne platåer. Hvis en leverandør tilbyr en lengre maskin som kur for lav effekt, må du først fastslå om begrensningen i det hele tatt er smeltelengde, mating, dreiemoment, drivkraft - eller rett og slett linjehastigheten kabelen tillater.

Fra skrue til krysshode: hvor ekstrudering blir kabeldannende

Skruen gir smelten til en tverrhodedyse, og alt skruen gjorde godt eller dårlig arves av formingsstadiet.

• Verktøytype.Løs tube og mest jakkebrukrørverktøy, hvor smelten forlater dysen som et ringrom og trekker ned på kjernen - som er avgjørende når smelten ikke må berøre fibrene.Trykkverktøy, der smelte møter kjernen inne i dysen, brukes der adhesjon er nødvendig. Rørverktøy kjører vanligvis ved lavere trykk enn rør- eller profilekstrudering, noe som stille svekker huset for en lang doseringsseksjon på en mantelskrue.
• Tegn-ned.Ringrommet trekkes ned til endelige dimensjoner mellom dyseutgang og kjøling. Det trekket avhenger av smeltestyrken, og smeltestyrken faller når smeltetemperaturen stiger. En skrue som går varmere enn prosessen ble designet for, gir en smelte som synker, blir oval og mister veggkonsentrisitet - en formingsdefekt med en ekstruderingsårsak.
• Vakuum og avkjøling.På løse rørledninger kontrollerer tverrhodevakuum rørdiameteren og forhindrer kollaps, og kjølekarprofilen bestemmer krympeoppførselen til det ferdige røret. Begge ble innstilt rundt en spesifikk smeltetemperatur som ankom dysen.

Dette er grunnen til at L/D ikke kan vurderes som en maskinspesifikasjon isolert. På en kabellinje er det enformingparameter: den setter den termiske tilstanden til smelten på punktet der geometrien blir låst inn.

L/D ved stasjon

Løst rør (sekundært belegg)

PBT erdet dominerende løse rørmaterialetfor sin stivhet, kjemiske motstand og dimensjonsstabilitet - og den er hygroskopisk, hydrolyserer i smelten hvis den ikke tørkes til en svært lav restfuktighet, typisk spesifisert i hundredeler av en prosent. Det gir to ruter: tørk grundig og skru en enkelt-skrue, eller luft ut og betal for lengden.

De fleste løse rørledninger tørre, noe som holder en 25:1 til 30:1 enkelt-skrue levedyktig på en liten diameter. Den avgjørende begrensningen på denne stasjonen er termisk snarere enn volumetrisk, fordioverflødig fiberlengde dannes i kjøleprofilen, ettersom røret krymper på fibre som ble koblet til det mens det fortsatt var varmt. Publisert arbeid med EFL-kontroll stiller typiske krav alt fra null tilen brøkdel av én prosent avhengig av kabeldesign, oppnådd ved å administrere kjølepunkt og hviletid. En skrue som leverer smelte varmere enn designpunktet flytter hele kjølevinduet og drar EFL og post-ekstruderingskrymping med seg - og det er derforoverflødig lengdekontrollhører hjemme i skruespesifikasjonssamtalen, ikke bare i den avkjølende-bunnsamtalen.

Tett bufring

Tett bufring påfører et termoplastisk lag direkte over 250 µm belagt fiber med svært lav effekt gjennom en restriktiv dyse, med et akrylatbelegg under som har liten termisk toleranse. Lengde her kjøper smeltekvalitet og trykkstabilitet i stedet for gjennomstrømning -, men den kjøper også oppholdstid på en blanding som sitter millimeter fra en fiber som ikke vil tilgi et hot spot. Korte, godt-profilerte skruer er normen. De kontrasterende kravene tiltette-bufrede og løse-rørkonstruksjonerer den klareste illustrasjonen på hvorfor én skruespesifikasjon ikke kan dekke et anlegg.

Polyetylen kappe

Den mest tolerante stasjonen. MDPE og HDPE har et bredt prosesseringsvindu, og rørverktøy ved beskjedent trykk betyr at en lang måleseksjon gir mindre enn dataarket tilsier. Der hvor lengden holder seg er dispersjon - carbon black og UV- eller anti-gnagertilsetningsstoffer må fordeles jevnt gjennom veggen. En barriere eller blandeskrue på 25:1 til 30:1 oppnår generelt det bedre enn en lengre generell-skrue. Der det er montert en smeltepumpe for diameterstabilitet, forsvinner trykkargumentet for 36:1 stort sett.

LSZH og flammehemmende kappe-

Den minst tolerante stasjonen på linjen.Lite-røyk null-halogenforbindelserbærer svært høye mineralfyllstoffer, og aluminiumtrihydrat begynner å frigjøre vann ikke langt over normale polyolefinbehandlingstemperaturer - at nedbrytning er nettopp mekanismen som gjør sammensetningen flammehemmende-, og nettopp det som ikke må skje inne i fatet. Høy viskositet, høy skjærvarme og lav termisk takhøyde kombineres til et smalt vindu.

Dette er det klareste tilfellet i kabelekstrudering hvormindre L/D er bedre: kortere skruer, lav-skjærprofil, sjenerøs kjøling, konservative skruhastigheter. Sammenligning avbearbeidingsadferd av PE, LSZH og PVC mantelmaterialerer et langt mer produktivt utgangspunkt for skruvalg enn å sammenligne L/D-tall på tvers av sitater.

Anbefalte L/D-områder etter stasjon

Behandle disse som utgangspunkt for en samtale med en skruedesigner, ikke som spesifikasjoner. Diameter, kanaldybder, kompresjonsprofil, skruhastighetsområde og drivmoment flytter alle svaret.

Lufting versus tørking på kabel

Ventilerte to-skruer er det sterkeste tilfellet for en lang L/D hvor som helst i et kabelanlegg. Dekompresjons- og ventilasjonssonen - som vanligvis er angitt ved omtrent 4 til 6 diametre - smelter ikke og genererer ikke noe trykk; den eksisterer for å trekke fuktighet og flyktige stoffer ut av smelten før doseringsseksjonen setter den under trykk for tverrhodet.

Den kjente tommelfingerregelen er at en 30:1 to-skrue er nødvendig for å matche utgangen til en 24:1 enkelt-skrue. Det gjelder bare når de to deler samme diameter, skruhastighet, drivpakke, materiale, kanaldybder, dysetrykk og smeltetemperatur-tak. Det er et planleggingsgodtgjørelse, ikke en formel.

For de fleste kabelanlegg favoriserer økonomien tørking. PBT og mange fylte forbindelser tar opp fuktighet i lagring, og en godt-tørker er billigere enn seks diametre med fat, skrue, varme og gulvplass - pluss at den unngår ventilasjons-oversvømmelsesproblemene som et delvis fylt andre trinn kan skape på en linje der produksjonen er diktert av linjehastigheten i stedet for av operatøren.

Når en lengre skrue skader kabelen

Overflødig lengde vises først som smeltetemperatur, og i kabelekstrudering er smeltetemperatur et produktspesifikasjonsproblem, ikke et komfortproblem:

• Nedbrytning og fargeskiftei kappen, med tap av miljømessig spenningssprekkemotstand i PE.
• Additiv svikt- UV-stabilisator og flammehemmende-ytelse avhenger av at blandingen ikke har blitt tilberedt på vei til formen.
• Plate-utpå tverrhodet og dyselandet, som blir dyslinjer, overflatedefekter og diameterdrift over en lang produksjonsperiode.
• Tap av smeltestyrkeved trekk-ned, og produserer ovalitet og veggeksentrisitet som ingen verktøyjustering vil korrigere helt.
• EFL og svinndriftpå den løse rørledningen, fordi kjølevinduet er designet rundt en smeltetemperatur du ikke lenger leverer.

Når smeltetemperaturen er bindingsbegrensningen, stopper produksjonen målt ved dysen, noe som betyr alt - som er dertønne- og smeltetemperaturkontrollslutter å være en innstilling på et panel og blir en grense innebygd i maskinen du kjøpte.

To mekanismer fortjener å nevnes eksplisitt:

• En over-lang overgangsdel kan senke smeltingen i stedet for å akselerere den.På en lett-smeltende polyolefin, vil spredning av kompresjon over for mange diametre komprimere det faste laget for gradvis, tykkere smeltefilmen og senke skjærhastigheten som driver smeltingen, og noen ganger ender det med oppløsning av fast-lag. Effekten er reell, men geometri-avhengig - den argumenterer for å matche smeltelengden til harpiksen, ikke for korte skruer generelt.
• Smeltepumper har endret trykkargumentet.Der en tannhjulspumpe håndterer topptrykk og utjevning, trenger ikke skruen lenger bygge utløpstrykk på egen hånd, og en lang doseringsseksjon blir mye mindre verdifull.

Hvordan velge L/D for en kabelekstruder

1. Start fra linjehastighet og laggeometri.Effekt i kg/t er en konsekvens av kabelen, ikke et mål du velger. Størrelse diameter og kjør til det, diskuter deretter lengde.
2. Karakteriser forbindelsen.Viskositet ved prosessskjærhastigheter, grad av skjærfortynning, fyllstoffbelastning, krystallinitet, bulktetthet og fremfor alt smeltetemperatur-taket. Harpiksleverandører publiserer dette, og noen oppgir et minimum L/D direkte, slik Arkema gjør i sinretningslinjer for behandling av ledninger og kabler.
3. Ta med krysshodet inn i samtalen.Verktøytype, dysetrykk og nedtrekk-avgjør hvor mye målelengde som faktisk er nyttig.
4. Bestem tørking versus ventilering.Hvis stasjonen må lufte, legg til omtrent 4–6 D og undersøk den totale kostnaden på nytt-.
5. Sjekk hvilken spredning laget trenger.Carbon black, flammehemmere og UV-pakker kan kreve en barriere eller blandingsprofil i stedet for rå lengde.
6. Spør hvor ofte forbindelsen vil endre seg.En dedikert kappelinje kan optimaliseres tett; en linje som kjører PE i år og LSZH neste drar fordel av fleksibilitet, og det er det legitime argumentet for en lengre skrue.
7. Bekreft på maskinen.Prøv med produksjonslinjehastighet og mål smeltetemperatur, hodetrykk, motorbelastning, diameter og ovalitet - og på løst rør, EFL - før du logger av.

Tegn på at skruelengden er feil

For lang for prosessen:

• Smeltetemperatur godt over settpunkt ved normal linjehastighet, med tønnesoner i kjøling det meste av kjøringen.
• Misfarging, geler eller plate-som forverres med oppholdstiden, spesielt etter et linjestopp.
• EFL eller post-ekstruderingskrymping som driver fra oppskriften uten endringer i kjøletrauet.
• Ovalitet eller hengende ved nedtrekking-som forbedres når skruhastigheten reduseres.

For kort for prosessen:

• Usmeltede partikler, geler eller synlig dårlig carbon black-dispersjon i kappen.
• Trykk og utgang øker, vises som diametervariasjon nedover lengden på trommelen.
• Hodetrykk kan ikke nås uten å skru skruen raskere enn blandingen tåler.
• Veggtykkelsesvariasjon som ikke reagerer på verktøy, vakuum eller linje-hastighetsjustering.

Disse symptomene overlapper med skrueprofil, krysshodeverktøy og temperatur-profilfeil, så bekreft diagnosen før du konkluderer med at maskinen har feil lengde.

FAQ