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सिलेन-क्रॉसलिंक्ड पॉलीइथाइलीन (XLPE) केबल यौगिक एक प्रकार का थर्मोसेट इंसुलेशन है जिसका उपयोग विद्युत केबलों में किया जाता है। ये सिलेन यौगिकों का उपयोग करके पॉलीइथाइलीन अणुओं को रासायनिक रूप से क्रॉसलिंक करके बनाए जाते हैं, जो पॉलीइथाइलीन की रैखिक आणविक संरचना को एक त्रि-आयामी नेटवर्क में बदल देते हैं। यह प्रक्रिया सामग्री की तापीय स्थिरता, यांत्रिक शक्ति और विद्युत गुणों को बढ़ाती है, जिससे यह निम्न से उच्च-वोल्टेज विद्युत संचरण से लेकर ऑटोमोटिव प्रणालियों तक, विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो जाती है।

सिलेन क्रॉसलिंक्ड एक्सएलपीई केबल यौगिक सामग्रियों के लिए प्रसंस्करण चुनौतियाँ और समाधान

सिलेन-क्रॉसलिंक्ड पॉलीएथिलीन (XLPE) केबल यौगिक सामग्रियों के निर्माण में गंभीर तकनीकी चुनौतियाँ शामिल हैं, जिनमें प्री-क्रॉसलिंकिंग नियंत्रण, तापीय संकोचन अनुकूलन, क्रिस्टलीयता समायोजन और प्रक्रिया स्थिरता शामिल हैं। सामग्री विज्ञान और उत्पादन पद्धतियों में हालिया प्रगति इन बाधाओं का समाधान कर रही है, जिससे उत्पाद की गुणवत्ता और प्रसंस्करण उपज में उल्लेखनीय सुधार हो रहा है।

1. प्री-क्रॉसलिंकिंग और स्कोचिंग शमन

 चुनौती:सिओप्लास प्रक्रिया में, भाग A और B के सम्मिश्रण और निष्कासन के दौरान नमी के संपर्क में आने से समय से पहले जल-अपघटन और संघनन अभिक्रियाएँ शुरू हो सकती हैं। इससे अनियंत्रित पूर्व-क्रॉसलिंकिंग होती है, जिसके परिणामस्वरूप पिघली हुई श्यानता बढ़ जाती है, प्रवाह क्षमता कम हो जाती है, सतह खुरदरी हो जाती है, और इन्सुलेशन गुण कम हो जाते हैं, जैसे कम ब्रेकडाउन वोल्टेज।

समाधान:

स्नेहक योजक एकीकरण:शामिलसिलिकॉन-आधारित मास्टरबैच, जैसे किSILIKE का सिलिकॉन-आधारित प्रसंस्करण योजकLYPA-208C, प्रभावी रूप से पिघले हुए पदार्थ के प्रवाह में सुधार करता है, स्क्रू और डाइज़ पर पिघले हुए पदार्थ के आसंजन को कम करता है, तथा अंतिम क्रॉसलिंकिंग गुणवत्ता को प्रभावित किए बिना प्री-क्रॉसलिंकिंग को प्रभावी रूप से रोकता है।

सिलिकॉन योजक LYPA-208Cअंतिम क्रॉसलिंकिंग गुणवत्ता को प्रभावित किए बिना मजबूत एंटी-प्री-क्रॉसलिंकिंग प्रदर्शन है।

सिलिकॉन मास्टरबैच LYPA-208C "शार्क त्वचा" जैसे सतही दोषों को समाप्त करता है और सतह की चिकनाई को बढ़ाता है

सिलिकॉन-आधारित एडिटिव LYPA-208C एक्सट्रूज़न टॉर्क को महत्वपूर्ण रूप से कम करता है और मोटर ओवरलोड को रोकता है

सिलोक्सेन एडिटिव्स LYPA-208Cएक्सट्रूज़न लाइन स्थिरता और आउटपुट दर को बढ़ाता है

तापमान ढाल अनुकूलन:खंडित एक्सट्रूज़न बैरल तापमान को 140°C और 180°C के बीच लागू करने से स्थानीयकृत अतिताप को कम करने में मदद मिलती है। उच्च तापमान वाले क्षेत्रों में निवास समय को कम करने से समयपूर्व क्रॉसलिंकिंग का जोखिम और भी कम हो जाता है।

दो-चरणीय प्रसंस्करण:दो-चरणीय विधि का उपयोग करने से, जिसमें एक्सट्रूज़न से पहले सिलेन को पॉलीइथिलीन पर ग्राफ्ट किया जाता है, इन-लाइन ग्राफ्टिंग से जुड़े दबाव कम हो जाते हैं, जिससे एकल-चरणीय तरीकों की तुलना में एक्सट्रूज़न के दौरान प्री-क्रॉसलिंकिंग की संभावना कम हो जाती है।

2. थर्मल संकोचन प्रदर्शन अनुकूलन

चुनौती:अत्यधिक इन्सुलेशन परत सिकुड़न से संरचनात्मक विरूपण और विद्युत विफलता का खतरा होता है, जो क्रिस्टलीय अभिविन्यास और शीतलन गतिशीलता से जुड़ा होता है।

समाधान:

बहु-चरण शीतलन प्रणालियाँ:गर्म, गर्म और ठंडे पानी के शीतलन चरणों के अनुक्रम का उपयोग करने से क्रिस्टलीकरण दर धीमी हो जाती है, तापीय प्रवणता का प्रभावी ढंग से प्रबंधन होता है और सिकुड़न कम होती है।

एक्सट्रूज़न पैरामीटर समायोजनउच्च लंबाई-से-व्यास अनुपात वाले एक्सट्रूडर (≥30:1) का उपयोग करने से पिघलन का अवधारण समय बढ़ जाता है, जिससे अवांछित क्रिस्टलीकरण कम हो जाता है। छोटे केबलों (≤6 मिमी²) के लिए संपीड़न डाई का उपयोग करने से अभिविन्यास-प्रेरित क्रिस्टलीकरण कम हो जाता है, जिससे सिकुड़न नियंत्रित होती है।

सामग्री चयन:दो-चरणीय सिलेन-क्रॉसलिंक्ड पॉलीइथिलीन को अपनाने से क्रिस्टलीकरण व्यवहार पर बेहतर नियंत्रण संभव होता है, जिससे तापीय स्थिरता में सुधार होता है।

3. क्रिस्टलीयता और यांत्रिक गुणों में संतुलन

चुनौती:उच्च क्रिस्टलीयता भंगुरता का कारण बनती है, जबकि अपर्याप्त क्रिस्टलीकरण तापीय प्रतिरोध को कमजोर करता है।

समाधान:

पिघल तापमान नियंत्रण:विस्तारित ठहराव समय के साथ पिघले हुए तापमान को 190°C-210°C तक बढ़ाने से क्रिस्टल न्यूक्लिएशन कम हो जाता है, हालांकि समय से पहले क्रॉसलिंकिंग को रोकने के लिए सावधानीपूर्वक प्रबंधन आवश्यक है।

उत्प्रेरक मास्टरबैच डिज़ाइन:ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूज़न का उपयोग ऑर्गेनोटिन उत्प्रेरकों के एकसमान फैलाव को सुनिश्चित करता है, तथा यांत्रिक गुणों को बढ़ाने के लिए क्रॉसलिंकिंग और क्रिस्टलीयता के बीच परस्पर क्रिया को अनुकूलित करता है।

4. प्रक्रिया स्थिरता बढ़ाना

चुनौती:प्रक्रिया में उतार-चढ़ाव के प्रति संवेदनशीलता, निष्कासन दबाव अस्थिरता और सतह दोष उत्पन्न करती है।

समाधान:

उपकरण उन्नयन:दोहरे शंकु ड्रम मिश्रण प्रणालियों के कार्यान्वयन से सिलेन योजकों का समरूप फैलाव सुनिश्चित होता है, तथा इष्टतम स्थिरता प्राप्त करने के लिए मिश्रण अवधि 2.5 घंटे से अधिक होती है।

वास्तविक समय में निगरानी:स्क्रू करंट और घूर्णन गति की निरंतर निगरानी से तापमान सेटिंग्स और मोल्ड सफाई प्रोटोकॉल में त्वरित समायोजन की अनुमति मिलती है, जिससे स्थिर प्रसंस्करण स्थितियां बनी रहती हैं।

XLPE केबल निर्माण के उद्योग रुझान और भविष्य का दृष्टिकोण

सिलिकॉन-आधारित मास्टरबैच जैसे कार्यात्मक योजकों के साथ संयुक्त द्वि-चरणीय प्रसंस्करण का एकीकरण, XLPE केबल निर्माण में प्रसंस्करण चुनौतियों से निपटने के लिए एक अग्रणी रणनीति के रूप में उभरा है। इन नवाचारों ने पायलट अनुप्रयोगों में उत्पादन क्षमता में 10 से 20% से अधिक की वृद्धि की है, जिससे विद्युत संचरण और ऑटोमोटिव क्षेत्रों में XLPE केबलों की विश्वसनीयता बढ़ी है। भविष्य में, निर्माता उच्च-प्रदर्शन केबलों की बढ़ती मांग को पूरा करने के लिए XLPE सामग्री के प्रदर्शन को और बेहतर बनाने हेतु अनुकूली शीतलन तकनीकों और बुद्धिमान प्रक्रिया नियंत्रणों के अनुसंधान और विकास पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं।

इन उन्नत प्रसंस्करण रणनीतियों और सामग्री नवाचारों को अपनाकर, निर्माता XLPE केबल उत्पादन की दक्षता और गुणवत्ता में उल्लेखनीय वृद्धि कर सकते हैं, जिससे आधुनिक विद्युत अनुप्रयोगों की उभरती मांगों को पूरा करने वाले बेहतर उत्पादों की आपूर्ति सुनिश्चित हो सकेगी।

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