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सिलान-क्रॉसलिंक्ड पॉलीइथिलीन (XLPE) केबल यौगिक एक प्रकार का थर्मोसेट इन्सुलेशन है जिसका उपयोग विद्युत केबलों में किया जाता है। इनका उत्पादन सिलान यौगिकों का उपयोग करके पॉलीइथिलीन अणुओं को रासायनिक रूप से क्रॉसलिंक करके किया जाता है, जो पॉलीइथिलीन की रेखीय आणविक संरचना को त्रि-आयामी नेटवर्क में परिवर्तित कर देता है। 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 सिस्टम तक विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो जाती है।

सिलान क्रॉसलिंक्ड एक्सएलपीई केबल यौगिक सामग्रियों के लिए प्रसंस्करण संबंधी चुनौतियाँ और समाधान

सिलान-क्रॉसलिंक्ड पॉलीइथिलीन (XLPE) केबल कंपाउंड सामग्रियों के निर्माण में कई महत्वपूर्ण तकनीकी चुनौतियाँ हैं, जिनमें प्री-क्रॉसलिंकिंग नियंत्रण, थर्मल संकुचन अनुकूलन, क्रिस्टलीयता समायोजन और प्रक्रिया स्थिरता शामिल हैं। सामग्री विज्ञान और उत्पादन पद्धतियों में हालिया प्रगति इन बाधाओं को दूर कर रही है, जिससे उत्पाद की गुणवत्ता और प्रसंस्करण उपज में उल्लेखनीय सुधार हो रहा है।

1. प्री-क्रॉसलिंकिंग और झुलसने से बचाव

 चुनौती:सिओप्लास प्रक्रिया में, भाग A और B के मिश्रण और एक्सट्रूज़न के दौरान नमी के संपर्क में आने से समय से पहले जल अपघटन और संघनन प्रतिक्रियाएँ शुरू हो सकती हैं। इससे अनियंत्रित पूर्व-क्रॉसलिंकिंग होती है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च मेल्ट विस्कोसिटी, खराब प्रवाह क्षमता, खुरदरी सतहें और कम ब्रेकडाउन वोल्टेज जैसे इन्सुलेशन गुण प्रभावित होते हैं।

समाधान:

स्नेहक योजक का एकीकरण:शामिलसिलिकॉन-आधारित मास्टरबैच, जैसे किSILIKE का सिलिकॉन-आधारित प्रसंस्करण योजकLYPA-208C, पिघले हुए पदार्थ के प्रवाह को प्रभावी ढंग से बेहतर बनाता है, स्क्रू और डाई से पिघले हुए पदार्थ के चिपकने को कम करता है, और अंतिम क्रॉसलिंकिंग गुणवत्ता को प्रभावित किए बिना पूर्व-क्रॉसलिंकिंग को प्रभावी ढंग से रोकता है।

सिलिकॉन एडिटिव LYPA-208Cइसमें अंतिम क्रॉसलिंकिंग गुणवत्ता को प्रभावित किए बिना मजबूत एंटी-प्री-क्रॉसलिंकिंग प्रदर्शन क्षमता है।

सिलिकॉन मास्टरबैच LYPA-208C "शार्क स्किन" जैसी सतह की खामियों को दूर करता है और सतह की चिकनाई को बढ़ाता है।

सिलिकॉन-आधारित एडिटिव LYPA-208C एक्सट्रूज़न टॉर्क को काफी कम करता है और मोटर ओवरलोड को रोकता है।

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

तापमान प्रवणता अनुकूलन:एक्सट्रूज़न बैरल के तापमान को 140°C और 180°C के बीच अलग-अलग स्तरों पर रखने से स्थानीय स्तर पर अत्यधिक गर्मी को कम करने में मदद मिलती है। उच्च तापमान वाले क्षेत्रों में रहने का समय कम करने से समय से पहले क्रॉसलिंकिंग का खतरा और भी कम हो जाता है।

दो-चरणीय प्रक्रिया:दो-चरणीय विधि का उपयोग करते हुए, जिसमें एक्सट्रूज़न से पहले सिलान को पॉलीइथिलीन पर ग्राफ्ट किया जाता है, इन-लाइन ग्राफ्टिंग से जुड़े दबावों को कम किया जा सकता है, जिससे एकल-चरणीय दृष्टिकोणों की तुलना में एक्सट्रूज़न के दौरान प्री-क्रॉसलिंकिंग की संभावना कम हो जाती है।

2. तापीय संकुचन प्रदर्शन अनुकूलन

चुनौती:इन्सुलेशन परत के अत्यधिक सिकुड़ने से संरचनात्मक विकृति और विद्युत विफलताओं का खतरा होता है, जो क्रिस्टलीय अभिविन्यास और शीतलन गतिशीलता से जुड़ा होता है।

समाधान:

बहु-स्तरीय शीतलन प्रणाली:गर्म, गुनगुने और ठंडे पानी से शीतलन के विभिन्न चरणों का उपयोग करने से क्रिस्टलीकरण की दर धीमी हो जाती है, जिससे थर्मल ग्रेडिएंट को प्रभावी ढंग से नियंत्रित किया जा सकता है और संकुचन कम हो जाता है।

एक्सट्रूज़न पैरामीटर समायोजनउच्च लंबाई-से-व्यास अनुपात (≥30:1) वाले एक्सट्रूडरों का उपयोग करने से पिघले हुए पदार्थ के प्रतिधारण का समय बढ़ जाता है, जिससे अवांछित क्रिस्टलीकरण को रोका जा सकता है। छोटे केबलों (≤6 मिमी²) के लिए संपीड़न डाई का उपयोग करने से अभिविन्यास-प्रेरित क्रिस्टलीकरण कम हो जाता है, जिससे संकुचन को और नियंत्रित किया जा सकता है।

सामग्री चयन:दो-चरणीय सिलान-क्रॉसलिंक्ड पॉलीइथिलीन को अपनाने से क्रिस्टलीकरण व्यवहार पर बेहतर नियंत्रण संभव होता है, जिससे बेहतर थर्मल स्थिरता में योगदान मिलता है।

3. क्रिस्टलीयता और यांत्रिक गुणों का संतुलन

चुनौती:उच्च क्रिस्टलीयता के कारण भंगुरता उत्पन्न होती है, जबकि अपर्याप्त क्रिस्टलीकरण से ऊष्मीय प्रतिरोध कमजोर हो जाता है।

समाधान:

पिघलने के तापमान का नियंत्रण:पिघलने के तापमान को 190°C-210°C तक बढ़ाने और लंबे समय तक रखने से क्रिस्टल न्यूक्लिएशन कम हो जाता है, हालांकि समय से पहले क्रॉसलिंकिंग को रोकने के लिए सावधानीपूर्वक प्रबंधन आवश्यक है।

उत्प्रेरक मास्टरबैच डिजाइन:ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूज़न का उपयोग ऑर्गेनोटिन उत्प्रेरकों के समान फैलाव को सुनिश्चित करता है, जिससे यांत्रिक गुणों को बढ़ाने के लिए क्रॉसलिंकिंग और क्रिस्टलीयता के बीच परस्पर क्रिया को अनुकूलित किया जाता है।

4. प्रक्रिया स्थिरता को बढ़ाना

चुनौती:प्रक्रिया में होने वाले उतार-चढ़ाव के प्रति संवेदनशीलता के कारण एक्सट्रूज़न दबाव में अस्थिरता और सतह संबंधी दोष उत्पन्न होते हैं।

समाधान:

उपकरण उन्नयन:ड्यूल-कोन ड्रम मिक्सिंग सिस्टम को लागू करने से सिलान एडिटिव्स का एकसमान फैलाव सुनिश्चित होता है, और इष्टतम स्थिरता प्राप्त करने के लिए मिश्रण की अवधि 2.5 घंटे से अधिक होती है।

वास्तविक समय में निगरानी:स्क्रू करंट और रोटेशन स्पीड की निरंतर निगरानी से तापमान सेटिंग्स और मोल्ड सफाई प्रोटोकॉल में तुरंत समायोजन करने की सुविधा मिलती है, जिससे स्थिर प्रसंस्करण स्थितियां बनी रहती हैं।

एक्सएलपीई केबल निर्माण के उद्योग रुझान और भविष्य की संभावनाएं

सिलिकॉन-आधारित मास्टरबैच जैसे कार्यात्मक योजकों के साथ दो-चरणीय प्रसंस्करण का एकीकरण, एक्सएलपीई केबल निर्माण में प्रसंस्करण संबंधी चुनौतियों को दूर करने के लिए एक अग्रणी रणनीति के रूप में उभरा है। रिपोर्ट के अनुसार, इन नवाचारों ने प्रायोगिक अनुप्रयोगों में उत्पादन उपज को 10-20% तक बढ़ा दिया है, जिससे विद्युत पारेषण और ऑटोमोटिव क्षेत्रों में एक्सएलपीई केबलों की विश्वसनीयता में वृद्धि हुई है। भविष्य में, निर्माता एक्सएलपीई सामग्री के प्रदर्शन को और बेहतर बनाने के लिए अनुकूली शीतलन प्रौद्योगिकियों और बुद्धिमान प्रक्रिया नियंत्रणों के अनुसंधान और विकास पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं, ताकि उच्च-प्रदर्शन केबलों की बढ़ती मांग को पूरा किया जा सके।

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

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