La misurazione e il controllo automatizzati della viscosità in linea sono fondamentali per controllare la formulazione del rivestimento e la viscosità di applicazione nel processo di rivestimento dei fili. Per garantire un rivestimento uniforme e di alta qualità, la variazione di viscosità lungo tutto il flusso di processo viene monitorata in tempo reale, effettuando le misurazioni a partire da una linea di base anziché semplicemente misurando valori assoluti.
Che cosa è il rivestimento dei cavi?
Il rivestimento dei cavi è il processo di applicazione di uno strato protettivo o isolante a fili e cavi per migliorarne la durata, le prestazioni elettriche e la resistenza ai fattori ambientali. Si tratta di un rivestimento in smalto, in cui un sottile strato di materiale isolante, come lo smalto a base polimerica, viene applicato a fili conduttivi come rame o alluminio per prevenire cortocircuiti e proteggere da umidità, abrasione e sostanze chimiche. La qualità della viscosità del rivestimento è fondamentale per ottenere uno spessore uniforme, garantendo un isolamento costante e l'affidabilità complessiva del prodotto in applicazioni che spaziano dai motori elettrici alle telecomunicazioni.
Scopo del processo di rivestimento
Il processo di rivestimento dei cavi svolge molteplici funzioni essenziali, principalmente fornendo isolamento elettrico e protezione meccanica a fili e cavi. Salvaguarda le proprietà ottimali del filo generato da rischi ambientali come umidità, calore, sostanze chimiche e abrasione, migliorandone al contempo la longevità e garantendo un funzionamento sicuro in diversi settori industriali.
Ciò include la protezione degli avvolgimenti dall'assorbimento di umidità e da effetti distruttivi come olio, acidi, sostanze chimiche, calore e formazione di muffe, e al contempo la saldatura di fili e isolanti in una massa solida e coesa per resistere a urti, vibrazioni e sollecitazioni meccaniche. Inoltre, migliora le proprietà elettriche degli isolanti, mantenendone le prestazioni attraverso cicli di caldo e freddo. Il processo previene cortocircuiti, danni meccanici e deterioramento ambientale, facilitando al contempo l'identificazione tramite colori o marcature. Nel complesso, migliora la durata, la flessibilità e la resistenza all'abrasione, alle temperature estreme e alle sostanze chimiche per applicazioni in motori, trasformatori e cavi ad alta tensione.
Come funziona il processo di rivestimento dei cavi?
Il processo di rivestimento dei cavi prevede diverse fasi per applicare uno strato isolante uniforme, con la viscosità del rivestimento che gioca un ruolo fondamentale nel controllo del flusso e dell'adesione. In genere, il filo nudo viene pulito, rivestito con smalto o polimero, polimerizzato e testato. Il processo inizia con la preparazione e la pulizia, durante le quali i fili vengono puliti per rimuovere i contaminanti, garantendo un'adesione ottimale.
Segue l'applicazione del materiale, in cui il filo passa attraverso un bagno di smalto o una filiera di estrusione dove aderisce il materiale fuso, con misurazione della viscosità in linea che monitora il flusso per uno spessore uniforme del rivestimento. Segue la polimerizzazione, in cui il filo rivestito viene riscaldato in un forno per evaporare i solventi e solidificare lo strato, spesso ripetuta in più passaggi per ottenere un isolamento più spesso. Successivamente, si verificano il raffreddamento e l'avvolgimento, consentendo al filo di raffreddarsi e stabilizzare il rivestimento prima di essere avvolto su bobine. Infine, viene eseguito il controllo qualità, con viscosimetri in linea che regolano i parametri in tempo reale per mantenere uniforme il rivestimento del filo smaltato.
Quali materiali vengono utilizzati nel rivestimento dei cavi?
Per il rivestimento dei cavi vengono selezionati diversi materiali in base ai requisiti applicativi, come isolamento elettrico, flessibilità e resistenza ambientale. I materiali più comuni includono polimeri e smalti, con un contenuto di solidi compreso tra l'8% e il 60% e una viscosità compresa tra 30 e 60.000 mPas.
Le opzioni principali comprendono il polietilene (PE), che offre un'elevata rigidità dielettrica insieme alla resistenza all'umidità e agli agenti chimici, comprese varianti come LDPE per la flessibilità e HDPE per la durevolezza.
Il cloruro di polivinile (PVC) è conveniente, ignifugo e flessibile, il che lo rende ideale per cavi multiuso. Il polietilene reticolato (XLPE) è termoindurente e offre un'eccellente resistenza al calore, all'abrasione e agli agenti chimici per applicazioni ad alta tensione.
Il poliuretano (PUR) offre resistenza all'abrasione in ambienti difficili e buona saldabilità. La poliesterimmide (PEI) e il poliestere modificato con THEIC (TPE) sono smalti resistenti al calore, spesso utilizzati come basecoat per fili magnetici.
La poliammide-immide (PAI) offre un'elevata stabilità termica e viene utilizzata come rivestimento superficiale per il miglioramento meccanico e chimico. La gomma siliconica è termoresistente e stabile per cavi ad alta temperatura. Altri smalti, come il polivinilformale (PVF) e quelli autoleganti, come quelli epossidici, soddisfano esigenze di incollaggio specifiche.
Punti di misurazione nel processo di rivestimento dei fili
I punti di misurazione sono fondamentali per monitorare la viscosità del rivestimento e garantire uno spessore uniforme. Tra questi rientrano il serbatoio o il bagno di miscelazione dello smalto, dove vengono miscelate le materie prime eviscosimetri in lineaRilevare la viscosità iniziale. Successivamente, si passa alla linea di alimentazione dell'applicatore, consentendo di regolare la consistenza dell'alimentazione prima della filiera o del bagno. Seguono le fasi post-applicazione, che forniscono la verifica della qualità dello spessore e dell'adesione dopo la polimerizzazione. Durante tutto il processo, la misurazione continua della viscosità in linea cattura le variazioni in tempo reale dovute a temperatura o taglio.
Problemi attuali nel controllo della viscosità
Il controllo della viscosità nel rivestimento dei cavi presenta diverse sfide, che spesso portano a un rivestimento in smalto non uniforme. Affidarsi a test offline è un problema importante, poiché i campioni di laboratorio causano ritardi e imprecisioni, poiché la viscosità varia con la temperatura e il taglio fuori linea.
Fattori ambientali, come l'evaporazione del solvente, l'umidità e le fluttuazioni di temperatura, alterano la viscosità del rivestimento in modo imprevedibile. Il comportamento non newtoniano degli smalti complica ulteriormente le cose, poiché la loro viscosità cambia sotto sforzo di taglio, rendendo le misurazioni con strumenti tradizionali come le tazze di efflusso poco precise e non ripetibili.
Anche i limiti delle apparecchiature giocano un ruolo importante: i viscosimetri a paletta soffrono di errori di evaporazione e i metodi manuali non riescono a rilevare i cambiamenti dinamici, il che aumenta i tempi di fermo e le esigenze di manutenzione.
Effetti negativi causati da una viscosità incoerente
Una viscosità non uniforme del rivestimento provoca difetti che compromettono le prestazioni del cavo e aumentano i costi. Ciò porta a un isolamento non uniforme, con fori, bolle o spessori eccessivi che causano cortocircuiti e guasti.
Si verifica anche un degrado della qualità, con rivestimenti appiccicosi o cedenti dovuti ad alta o bassa viscosità che riducono la resistenza ermetica, la flessibilità e le proprietà meccaniche.
Un'altra conseguenza è l'aumento degli sprechi, che comprende tassi di scarto più elevati, utilizzo di solventi e rilavorazioni che incidono sui margini di profitto e sulla conformità ambientale.
Anche i rischi operativi aumentano, portando potenzialmente al ritiro dei prodotti, a violazioni normative e alla perdita di accettazione sul mercato a causa della scarsa resistenza allo sbiadimento e all'asciugatura.
Necessità del monitoraggio della viscosità in tempo reale
Monitoraggio in tempo reale tramiteviscosimetri in lineaÈ fondamentale affrontare queste problematiche fornendo dati continui, consentendo regolazioni immediate di solventi e temperatura per una viscosità stabile del rivestimento. Riduce le variazioni eliminando gli errori di campionamento e garantendo uno spessore uniforme del rivestimento rispetto alle misurazioni di base. Inoltre, migliora l'efficienza attraverso controlli automatizzati che riducono al minimo scarti, tempi di fermo e rischi di conformità in una produzione a ritmi serrati.
Vantaggi del viscosimetro di rivestimento Lonnmeter in linea
Il LonnmetroViscosimetro di rivestimento in lineaOffre una misurazione avanzata della viscosità in linea per un controllo preciso del rivestimento dei cavi. Garantisce una qualità superiore del prodotto mantenendo una viscosità costante per uno spessore uniforme del rivestimento e un rivestimento del filo smaltato privo di difetti.
L'efficienza operativa è migliorata grazie ai dati in tempo reale che riducono i tempi di inattività, supportati da una facile installazione, utilizzo e manutenzione tramite un'interfaccia intuitiva.
Il risparmio sui costi si ottiene riducendo al minimo gli sprechi, l'uso di solventi e gli scarti tramite regolazioni automatizzate e il monitoraggio dei fluidi non newtoniani.
L'affidabilità migliorata deriva da sensori avanzati che gestiscono alte temperature e sostanze corrosive, fornendo letture accurate 24 ore su 24. Infine, offre vantaggi ambientali e normativi supportando processi più ecologici e la conformità attraverso una ridotta variabilità e l'ottimizzazione delle risorse.
Data di pubblicazione: 13-08-2025
