I. Giriş
Silikon kauçuk, yüksek ısı direnci ve mükemmel soğuğa direnci (-90 ila 250°C arası uzun süreli çalışma sıcaklığı aralığı ile) nedeniyle, mükemmel elektrik yalıtımı ve yaşlanma direnci nedeniyle kablo endüstrisinde hızlı bir gelişme göstermiştir.
Geçtiğimiz birkaç on yıl boyunca silikon kauçuk endüstrisi, modern ekstrüde ürün pazarının artan ihtiyaçlarını karşılama zorluğuyla sürekli olarak karşı karşıya kaldı. Silikon kauçuğun aşınma direnci, kesilme direnci, kimyasal direnç, yağ direnci ve mekanik mukavemet konularında iyileşmeler görülmüştür. Isıl yaşlanma sıcaklığı yüksek bir malzeme olarak değeri ve güvenilirliği, üreticiler ve kullanıcılar tarafından yaygın kullanımını teşvik etmiştir. Günümüzde silikon kauçuğun tel ve kablo endüstrisindeki uygulaması genişlemeye devam etmekte olup, esas olarak gemi kabloları, havacılık kabloları, motor kabloları, ısıtma telleri ve birçok özel amaçlı kablo (nükleer enerji, havacılık ve metalurji endüstrilerinde kullanılanlar gibi) için yalıtım ve kaplama olarak kullanılmaktadır.
Şirketimiz son iki yılda silikon kauçuk izoleli ve kılıflı kablolar için müşterilerden çok sayıda sipariş almıştır. Ancak bu tip ürünler ana ürünümüz olmadığından işleme teknolojimiz ve üretim ekipmanlarımız henüz tam olarak gelişmemiştir. Üretim sırasında pek çok zorlukla karşılaşmamıza rağmen herkesin ortak çabasıyla ürünler zamanında müşterilere teslim edildi ve deneyimlerimizden çok şey öğrendik.
II. Silikon Kauçuk Kabloların Üretimi Sırasında Karşılaşılan Sorunlar
1. Vulkanizasyon ve bileşik oluşturma sonrasında, kauçuk bileşiği yanmaya eğilimlidir ve ekstrüzyon sırasında çok sayıda yabancı madde içerir, bu da izolasyon voltajının bozulmasına yol açar.
2. Kılıfın çıkarılması sırasında gevşek kabuklar ve kabarcıklanma meydana gelir.
III. Çözümler
1. Karıştırma ve Yeniden Karıştırma Teknik Gereksinimleri
Silikon kauçuğun işleme ekipmanı organik kauçuğunkine benzer olmasına rağmen, hem organik hem de silikon kauçuğu işlemek için aynı açık değirmeni kullanmamak en iyisidir. İdeal olarak, özel bir silikon kauçuk işleme odası bulunmalı ve kirlenmiş silikon kauçuğun mekanik ve elektriksel özellikleri azalacağından çevre temiz tutulmalıdır. Silikon kauçuğa özel işleme ekipmanı ve tesisleri sağlanamıyorsa, yabancı maddelerin çoğu bileşik hazırlama işleminden kaynaklandığından, kirletici malzemelerin silikon kauçuğundan ve onun bileşik maddelerinden tamamen izole edilmesini sağlamak çok önemlidir.
Silikon kauçuğun kendine özgü özellikleri nedeniyle, yeniden işlenmesi gereken bileşikler, yeniden işleme sonrasında plastiklik değişikliklerine uğrayacak ve bu da onları yüksek hızlı silindirlerde yanmaya yatkın hale getirecektir. Özellikle vulkanizasyon sistemi olarak bis(2,4-diklorobenzoil) peroksit kullanan bileşikler için, kavurmayı önlemek için soğutma suyunun açık değirmenin silindirleri boyunca sirküle edilmesi gerekir. Bunun nedeni, bis(2,4-diklorobenzoil)'in bozunma sıcaklığının yaklaşık 45°C olması ve bozunma ürünleri olan 2,4-diklorobenzoik asit ve 2,4-diklorobenzenin kolaylıkla uçucu olmaması ve bu durumun bileşiğin kolay yanmasına yol açmasıdır. Yüksek kaliteli ürünler elde etmek için silikon kauçuk bileşimi sırasında aşağıdaki temel adımlar izlenmelidir:
(1) Kullanılacak her bir bileşim bileşenini (örn. alev geciktirici, vulkanizasyon maddesi, renkli ana parti vb.) dikkatlice tartın. (2) Saf silikon kauçuğu veya takviye bileşiğini açık değirmene yerleştirdikten sonra, silindir boşluğunu, silikon kauçuğun daha hızlı hareket eden silindirin etrafına sarılacağı ve iyice yeniden karıştırılacağı şekilde ayarlayın. Saf silikon kauçuk genellikle dolgu maddelerini eklemeden önce yalnızca hafif bir yeniden karıştırma gerektirir veya yeniden karıştırma gerektirmez. Ancak takviye silikon kauçuğu silika içerdiğinden iyice yeniden karıştırılması gerekir. Bileşik daha hızlı hareket eden silindirin etrafına sarıldığında yeniden karıştırma tamamlanır.
(3) Gerekirse bileşiğe alev geciktiriciler, renkli masterbatchler vb. eklenmelidir. Bazı dolgu maddeleri karıştırma sırasında alım tepsisine düşebilir; bunlar bir sonraki dolgu maddesi ilavesinden önce toplanmalı ve bileşiğe eklenmelidir. Dolgu maddelerini alım tepsisinden kazımak için yaygın olarak bir lastik kazıyıcı kullanılır; Bazı kıllar düşüp bileşiğe karışabileceğinden fırça kullanmaktan kaçınılmalıdır. Tüm dolgu maddelerinin bileşiğe bir kerede değil, 2-3 parti halinde eklenmesi özellikle önemlidir. Her dolgu maddesi ilavesinden sonra bileşik iyice karıştırılmalıdır. Bu, dolgu maddesinin eşit şekilde dağılmasını sağlar ve sert dolgu maddesi topaklarının oluşmasını önler. Makul bir silindir aralığı, kauçuk bileşiğinin optimum karıştırma hızını ve kalitesini sağlar.
(4) Kauçuk bileşiğine eklenen son bileşen vulkanizasyon maddesidir. Şu anda vulkanizasyon maddesi olarak 2,4-benzoil diklorür peroksit kullandığımızdan, kauçuk bileşiği çok sıcak olduğunda (40°C'yi aşmayacak şekilde) eklemeyin. Aksi takdirde, kısmi erken vulkanizasyon meydana gelecek ve bu da kauçuk bileşiğinin veya vulkanizasyon maddesinin kaybına yol açacaktır. Kauçuk bileşiğinin aşırı ısınmasını önlemek için silindirlere yeterli soğutma suyu verilmelidir. Son olarak, vulkanize edici maddenin düzgün bir şekilde dağılmasını sağlamak için, kauçuk bileşiği rulosunun tamamının bunun içinde birkaç kez dolaştırılması gerekir.
2. Filtre Ağı ve Filtre Pedlerinin Doğru Kullanımı
Filtre ağı tipik olarak 20-40 gözenekli bir filtre plakasından ve daha ince açıklıklara sahip 60-100 gözenekli paslanmaz çelik filtre ağından oluşur. Bazı üreticiler filtre ağını kullanmayı ve doğrudan ekstrüzyon yapmayı tercih etmez çünkü bu, ekstrüzyon hızını artırır ve bazen ısı oluşumu ve filtre plakası yakınında kavurma olasılığını ortadan kaldırır. Bununla birlikte, filtre eleklerinin kullanımı çok önemlidir çünkü bunlar, kauçuk bileşiğinden yabancı maddelerin ve dağılmamış dolgu parçacıklarının uzaklaştırılmasında önemli bir rol oynarlar. Eş zamanlı olarak, filtre elekleri, özellikle daha yumuşak bileşikler için, karıştırma ve yeniden işleme sırasında kauçuk bileşiğinde sıkışıp kalan havayı da giderir.
Silikon kauçuğun çok az termoplastik olması ve kürlenmemiş durumdayken kolayca akış gerilimine veya kayma gerilimine maruz kalmaması nedeniyle, filtre plakasının tasarımı kritik değildir. Çoğu filtre plakası tasarımı silikon kauçuk işlemeye uygundur.
3. Ekstrüzyon Ekipmanlarının Seçimi
Ekipman seçimi konusunda, özel silikon kauçuk kablo üretim ekipmanımız olmadığı için başka seçeneğimiz yok. Şu anda kullandığımız üç sürekli vulkanizasyon üretim hattından Φ65/Φ90 buharlı sürekli vulkanizasyon ekstruder ve PLCV tuz banyosu sürekli vulkanizasyon ekstruder silikon kauçuk üretimi için uygundur.
4. Süreç Araştırması ve İyileştirme
Silikon kauçuk kablolar bizim normal ürünümüz olmadığı için üretiminde her zaman deneme yanılma yoluyla öğreniyoruz. Yalıtım ekstrüzyonu için hem Φ65/Φ90 buharlı sürekli vulkanizasyon ekstrüderi hem de PLCV sürekli vulkanizasyon ekstrüderi kullandık. Bununla birlikte, Φ65/Φ90 buharlı sürekli ekstruder, kalıp kafasına teleskopik bir boru bağlayamaz çünkü bunu yapmak, buhar ısıtması altında kalıp kafası sıcaklığının hızlı bir şekilde yükselmesine neden olur ve bu da ekstrüzyon sırasında silikon kauçuğun zamanından önce vulkanizasyonuna neden olur. Bu nedenle gerçek üretimde teleskopik boruyu pafta kafasına bağlamadık, bunun yerine açık bir şekilde buhar kullandık. Bu, aşırı buhar basıncının uygulanamamasına, üretim hızının etkilenmesine ve önemli miktarda buharın israfına neden oldu. Kontrollü ekstrüzyon sıcaklığı koşulları altında izolasyon ekstrüzyonu için PLCV ünitesi kullanıldığında, ekstrüzyonun kendisi büyük sorunlar yaratmadı; ürün gereksinimlerini karşılamak için yalnızca 0,2 MPa basınca ihtiyaç duyuldu veya hiç basınca ihtiyaç duyulmadı.
Şu anda bir grup silikon kauçuk yalıtımlı ve silikon kauçuk kılıflı tek damarlı kablo üretiyoruz. Müşteri, yalıtım ile kılıf arasında kolay soyulma talep ettiğinden bu, normalde tek damarlı kabloların üretiminde kullandığımız çift katmanlı ko-ekstrüzyon işleminin kullanılamayacağı anlamına gelir. Yalıtım ekstrüzyona tabi tutulduktan sonra kılıfı ekstrüde etmeye hazırlanırken bir sorun ortaya çıktı: yalıtılmış göbeğin silikon kauçuk yalıtım katmanı iç kalıp içinde kolayca yukarı itildi, bloke oldu ve ekstrüzyondan sonra kılıfın kabarmasına ve patlamasına neden oldu. Tekrarlanan deneylerden sonra, silikon kauçuk yalıtımının ikincil vulkanizasyonu sırasında açığa çıkan gaz için bir depolama alanı sağlamak amacıyla, yalıtımlı çekirdeğin etrafına bir dokunmamış kumaş tabakasının uzunlamasına sarılması yöntemini benimsedik. Bu, yalıtımın iç kalıpta yukarı itilmesi ve 0,2-0,3 MPa'lık bir boru hattı basıncında kılıfın kabarması sorunlarını etkili bir şekilde çözdü.
Eylül 2006'da bir müşteri silikon kauçuk yalıtımlı ve silikon kauçuk kılıflı frekans dönüştürücü kablosu sipariş etti. Bakır bant, kablolamadan sonra bir koruyucu katman olarak yalıtımlı çekirdeğin etrafına sarıldığı için, başlangıçta su girişini önlemek için kılıf ekstrüzyonu sırasında yalnızca bitmiş kafa kapatıldıktan sonra basınç uygulama yöntemini kullandık. Ancak kılıfın gevşemesi, kabarması ve patlaması gibi aynı sorunlar ortaya çıktı. Doğrulama yoluyla, bakır bant koruyucu katmanın etrafına bir dokumasız kumaş katmanı sarma ve kablo başlığı 5 m'lik vulkanizasyon tüpüne girdiğinde basınç uygulama yöntemimiz, kılıfın gevşemesi, kabarması ve patlaması sorunlarını etkili bir şekilde çözmüştür.
Önceki başarılarımıza dayanarak, dokunmamış kumaşın silikon kauçuk kablo üretiminde karşılaşılan sorunları çözebileceğine körü körüne inandık. Ancak gerçek şu ki, tüm silikon kauçuk kablolar, yalıtımın etrafına dokunmamış kumaş sarılarak kaliteli ürünler üretmeyecektir. Çok damarlı kablo kablolamasından sonra kılıf ekstrüzyonlanırken, dokunmamış kumaş da sarılmış olsa da, kablolama sırasında yetersiz doldurma ve kılıfın ekstrüzyonu sırasında yetersiz erime basıncı çoğu zaman silikon kauçuğun yetersiz doldurulan boşluklara sıkışmasını önler, bu da vulkanizasyon tüpünde basınçla vulkanizasyon sonrasında sızıntıya neden olur. Bu nedenle, çok damarlı kabloların kablolama sonrasında kılıf ekstrüzyonu sırasında dolgu ve dokumasız kumaş eklenmesini önermiyoruz çünkü kablo damarları, ikincil vulkanizasyon sırasında silikon kauçuk yalıtımı tarafından salınan gazı depolamak için yeterli boşluklara sahiptir. Boru hattı basıncı uygun şekilde uygulandığı sürece kılıfın gevşemesi, kabarması ve sızıntısı tamamen önlenebilir.
IV. Çözüm
Özetle, üretim sürecinde karşılaşılan sorunları analiz ederek, benzersiz yönlerine odaklanarak ve yüzeyin ötesine geçerek özüne bakarak, sorunların nedenlerini temelden tespit edebildik ve bunları çözmek için pratik ve uygulanabilir süreç ve teknik önlemleri benimsedik. Çabalarımız sayesinde silikon kauçuk kabloların üretim sürecinin olgunlaşmaya devam edeceğine, ürün kalitesinin gelişmeye devam edeceğine, silikon kauçuk kabloların giderek lider ürünümüz haline geleceğine ve şirketin kauçuk kılıflı kablolardaki pazar rekabet gücünün güçlenmeye devam edeceğine inanıyoruz.