So sánh ưu điểm và nhược điểm giữa hai quy trình sản xuất chất cách điện silicon: Uốn khít trước khi phủ silicone so với Uốn khít sau khi phủ silicon

Trong quá trình sản xuất chất cách điện silicon, hai lộ trình quy trình cốt lõi-"đầu nối uốn trước rồi mới đóng gói silicone"(sau đây gọi là "đóng gói{0}}đầu tiên") và"đóng gói silicone trước rồi mới đến phụ kiện gấp mép"(sau đây gọi là "đóng gói-uốn lần đầu")-khác nhau ở thứ tự kết hợp các phụ kiện với silicone. Sự khác biệt này ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất sản phẩm, hiệu quả sản xuất, chi phí và các kịch bản áp dụng. Dưới đây là phân tích so sánh của hai quá trình từ ba chiều:Ưu điểm, nhược điểm và các tình huống áp dụng.

I. Các khái niệm cốt lõi và logic quy trình

Trước khi so sánh cần làm rõ chức năng của 2 thành phần chính:

phụ kiện: Đầu nối kim loại của chất cách điện, chịu trách nhiệm truyền tải trọng cơ học (ví dụ: lực căng, mômen xoắn) và kết nối dây dẫn với các cột điện. Chúng cần tạo thành một liên kết "cơ khí + bịt kín" chắc chắn với silicone.

Silicon: Thân chính cách điện của chất cách điện, phải có khả năng chống chịu thời tiết và cách nhiệt tốt. Ngoài ra, bề mặt tiếp xúc giữa silicone và các phụ kiện phải có khoảng cách-không có khe hở để ngăn nước mưa và bụi xâm nhập, điều này có thể dẫn đến sự cố về điện hoặc trục trặc cơ học.

Sự khác biệt logic cốt lõi giữa hai quy trình như sau:

Gấp mép-đóng gói đầu tiên: Đầu tiên, các phụ kiện (ví dụ: phụ kiện cuối, vòng phân loại) được cố định vào thanh lõi (thanh lõi bằng sợi thủy tinh/nhựa epoxy, khung chịu tải-của chất cách điện) thông qua việc uốn. Sau đó, silicone lỏng được quấn quanh cụm thanh lõi + phụ kiện kết hợp thông qua ép phun, ép nén hoặc các phương pháp khác để tạo thành lớp cách điện.

Đóng gói-uốn lần đầu tiên: Đầu tiên, silicone được quấn quanh thanh lõi để tạo thành lớp cách điện. Sau đó, các phụ kiện được bọc bên ngoài lớp cách điện silicon đúc và cố định bằng cách uốn để kết nối các phụ kiện với thanh lõi.

II. So sánh ưu điểm và nhược điểm của hai quy trình

1. Uốn các phụ kiện trước rồi mới đóng gói silicone (Đóng gói-đầu tiên)

Thuận lợi

Hiệu suất cách nhiệt và niêm phong giao diện vượt trội

Sau khi các phụ kiện được uốn và cố định vào thanh lõi, chúng được bao bọc hoàn toàn bằng silicone. Silicone có thể trực tiếp lấp đầy các khoảng trống uốn giữa các phụ kiện và thanh lõi, cũng như các vết lõm nhỏ trên bề mặt phụ kiện, tạo thành cấu trúc "thanh lõi silicone{2}}phù hợp" tích hợp không có khoảng trống. Cấu trúc này ngăn chặn hoàn toàn sự xâm nhập của nước mưa, độ ẩm và chất gây ô nhiễm vào bề mặt, giảm đáng kể nguy cơ "hỏng giao diện"-một trong những chế độ hỏng hóc phổ biến nhất của chất cách điện-và đảm bảo độ tin cậy cách điện cao hơn.

Độ bền cơ học ổn định hơn

Việc uốn các phụ kiện vào thanh lõi là một "kết nối cơ học trực tiếp". Chất lượng uốn (ví dụ: độ sâu gấp nếp, lực kẹp) có thể được kiểm tra trước (ví dụ: kiểm tra độ căng, phát hiện khuyết tật bằng tia X). Quá trình đóng gói tiếp theo không ảnh hưởng đến cường độ kết nối giữa các phụ kiện và thanh lõi, tránh lỗi truyền tải cơ học (ví dụ: lỏng khớp nối, gãy thanh lõi) do hư hỏng silicon trong quá trình uốn.

Tính nhất quán của sản phẩm cao hơn

Vị trí của các phụ kiện được cố định trước. Trong quá trình đóng gói, vị trí tương đối giữa các phụ kiện và silicone có thể được kiểm soát chính xác bằng cách sử dụng khuôn, ngăn ngừa các vấn đề như độ lệch khớp nối và độ dày silicone không đồng đều. Quy trình này đặc biệt phù hợp với các chất cách điện có điện áp cao-(ví dụ: 110kV trở lên) yêu cầu kiểm soát chặt chẽ vị trí của các vòng phân loại và độ dày của lớp cách điện.

Nhược điểm

Quy trình sản xuất phức tạp hơn và chi phí cao hơn

Cần có thêm một-quy trình "cắt cốt lõi"{1}}. Sau khi uốn, bề mặt khớp nối phải được xử lý trước-(ví dụ: phun cát để loại bỏ rỉ sét, phủ một lớp sơn lót để tăng cường độ bám dính với silicone), dẫn đến phải thực hiện nhiều hơn 2-3 bước quy trình so với việc đóng gói{11}}lần đầu tiên. Điều này làm tăng đầu tư vào thiết bị (ví dụ: máy uốn, thiết bị tiền xử lý) và chi phí nhân công.

Độ khó cao hơn trong quá trình đóng gói và dễ bị lỗi

Các phụ kiện uốn cong (đặc biệt là những phụ kiện có cấu trúc góc cạnh hoặc có rãnh) làm tăng khả năng chống chảy của silicone. Nếu thiết kế khuôn không hợp lý hoặc các thông số phun (ví dụ: nhiệt độ, áp suất) không được kiểm soát đúng cách thì các khuyết tật như bọt khí và quá trình làm đầy không đầy đủ có thể xảy ra xung quanh các phụ kiện. Điều này đòi hỏi khuôn mẫu và kiểm soát quy trình chính xác hơn (ví dụ: ép phun chân không).

Chi phí làm lại cao

Nếu phát hiện các vấn đề về chất lượng uốn (ví dụ: hư hỏng thanh lõi, lực kẹp không đủ) sau khi đóng gói, thì lớp silicon phải được phá hủy để làm lại, điều này gần như dẫn đến việc loại bỏ toàn bộ bán thành phẩm. Tốc độ làm lại cao hơn nhiều so với tốc độ đóng gói-lần đầu tiên.

2. Đóng gói silicone trước sau đó đến các phụ kiện uốn (Đóng gói-đầu tiên là uốn)

Thuận lợi

Quy trình sản xuất đơn giản và hiệu quả cao

Không cần xử lý trước-uốn hoặc{1}}điều chỉnh trước. Thanh lõi được bọc trực tiếp bằng silicone để tạo thành lớp cách điện và các phụ kiện chỉ được bọc trên các đầu silicon và được uốn sau đó. Số lượng quy trình giảm hơn 30%, khiến nó phù hợp cho sản xuất hàng loạt (ví dụ: chất cách điện phân phối điện áp thấp). Chu kỳ sản xuất ngắn hơn 1/3 so với chu kỳ đóng gói{11}}đầu tiên.

Quy trình đóng gói ổn định và tỷ lệ lỗi thấp

Bề mặt thanh lõi nhẵn (không có phụ kiện nhô ra) nên khả năng chống chảy của silicone thấp. Có thể sử dụng quy trình ép nén hoặc ép đùn thông thường, ít xảy ra khuyết tật hơn như bọt khí và quá trình làm đầy không đầy đủ. Tỷ lệ chất lượng sản phẩm thường cao hơn 5%-10% so với tỷ lệ đóng gói lần đầu tiên và độ khó gỡ lỗi quy trình thấp.

Làm lại linh hoạt và chi phí thấp

Nếu phát hiện thấy các vấn đề về khớp nối (ví dụ: lệch nếp gấp) sau khi uốn, các phụ kiện có thể được tháo trực tiếp (silicone có độ đàn hồi nhất định và không dễ bị hỏng sau khi uốn). Các phụ kiện mới có thể được thay thế và-uốn lại mà không làm hỏng lớp silicon. Chi phí làm lại chỉ bằng 1/10 so với chi phí đóng gói-lần đầu tiên.

Đầu tư thiết bị thấp và rào cản gia nhập

Không cần máy uốn chuyên dụng hoặc-thiết bị xử lý trước phù hợp-chỉ cần khuôn đóng gói và các công cụ uốn đơn giản (ví dụ: kìm bấm bằng tay/khí nén). Khoản đầu tư thiết bị ban đầu thấp hơn 40%-60% so với khoản đầu tư đóng gói-đầu tiên, khiến thiết bị này phù hợp với các doanh nghiệp vừa và nhỏ.

Nhược điểm

Niêm phong giao diện kém và rủi ro cách điện cao

Các khớp nối được uốn cong ở mặt ngoài của silicone, do đó, bề mặt tiếp xúc giữa silicone và các khớp nối là một "liên kết sau{0}}được hình thành" không thể lấp đầy các khoảng trống nhỏ trên bề mặt khớp nối hoặc silicone. Nước mưa và hơi ẩm có thể dễ dàng xâm nhập qua giao diện, điều này có thể gây ra hiện tượng rò rỉ giao diện (giảm hiệu suất cách điện) hoặc thậm chí là sự cố về điện trong quá trình sử dụng lâu dài. Quá trình này không phù hợp với chất cách điện có điện áp cao (ví dụ: 220kV trở lên) hoặc những chất cách điện được sử dụng trong môi trường có độ ẩm cao,{8}}bị ô nhiễm.

Độ bền cơ học phụ thuộc vào silicone và dễ bị hỏng hóc

Cần có áp suất tương đối cao (thường là 10{6}}30MPa) để uốn các phụ kiện uốn. Nếu độ cứng silicon không đủ (ví dụ: Độ cứng Shore < 60) hoặc độ dày không đồng đều, áp lực uốn có thể gây biến dạng cục bộ hoặc nứt silicone, làm hỏng đường truyền lực giữa các phụ kiện và thanh lõi. Dưới tải trọng cơ học dài hạn (ví dụ: trọng lượng dây dẫn, tải trọng gió), có thể xảy ra hiện tượng lỏng khớp nối hoặc rách silicon.

Độ chính xác của sản phẩm có giới hạn

Việc đóng gói-việc uốn lần đầu gây khó khăn cho việc kiểm soát chính xác độ đồng trục giữa các phụ kiện và silicon (ví dụ: độ lệch của các vòng phân loại), điều này có thể dẫn đến phân bố điện trường không đồng đều trên chất cách điện, tăng cường độ điện trường cục bộ và giảm điện áp khởi động quầng quang. Quy trình này không phù hợp với các chất cách điện có điện áp cao-yêu cầu phân bố điện trường nghiêm ngặt.

III. So sánh các kịch bản áp dụng

Dựa trên những ưu điểm và nhược điểm trên, các kịch bản áp dụng của hai quy trình có sự khác biệt đáng kể, như được trình bày trong bảng bên dưới:

IV. Kết luận: Cơ sở cốt lõi cho việc lựa chọn quy trình

Sự lựa chọn giữa hai quá trình về cơ bản cân bằng"yêu cầu về hiệu suất"Và"chi phí-hiệu quả":

Nếu sản phẩm cần đáp ứngyêu cầu về-điện áp cao và độ tin cậy-cao(ví dụ: chất cách điện đường dây truyền tải) và ngân sách đủ, nên ưu tiên "đóng gói-lần đầu tiên". Quá trình này đảm bảo niêm phong giao diện và độ bền cơ học thông qua các quy trình phức tạp.

Nếu sản phẩm dành chođiện áp-thấp, sản xuất hàng loạt(ví dụ: chất cách điện phân phối điện) và-nhạy cảm về chi phí, "đóng gói-uốn lần đầu tiên" là phù hợp. Nó cải thiện hiệu quả và giảm chi phí bằng cách đơn giản hóa quy trình.

Hơn nữa, với sự phát triển của công nghệ xử lý, quy trình "đóng gói cải tiến{0}}uốn lần đầu tiên" đã xuất hiện trong ngành (ví dụ: áp dụng chất kết dính đặc biệt tại giao diện silicon-khớp, áp dụng cấu trúc uốn từng bước), có thể cải thiện một phần hiệu suất bịt kín. Tuy nhiên, nó vẫn không thể thay thế hoàn toàn các ưu điểm của việc "đóng gói"-đầu tiên" trong các trường hợp-điện áp cao.