hrvatski

Optimiranje kontinuiranog umreženja kabelske izolacije suhim postupkom

Tijekom proizvodnje energetskih kabela ekstrudirana izolacija od umreživog polietilena se nanaša na vodič pri temperaturi nižoj od temperature umreženja. Kabel se kontinuirano vodi kroz vulkanizacijsku cijev (napunjenu dušikom pod 10 bar) pod tlakom da bi se izolacija zagrijala na temperaturu početka reakcije umreženja odnosno temperaturu raspada peroksidnog inicijatora. Promjena procesnih veličina odnosno radnih uvjeta u cijevi utječe na fizička svojstva kabela i posebno na njegova konačna primjenska svojstva. Karakteristike izolacijskog materijala s obzirom na brzinu umreženja određuju ukupni kapacitet linije odnosno brzinu prolaza kabela. Uobičajeno je da većina proizvođača energetskih kabela na pogonu eksperimentalno odrede karakteristike vulkanizacijske cijevi. Međutim, ovakav pristup ima manjkavosti prilikom proizvodnje novih proizvoda kada je potrebno predvidjeti nove radne uvjete. Isto tako kada se koriste drugi izolacijski materijali potrebno je provesti niz nezavisnih eksperimenta za karakterizaciju istih. Sve navedeno može dovesti do grešaka pri projektiranju nove opreme i proizvoda. S tim u svezi u ovome radu predložen je matematički model i provedena simulacija procesa kontinuiranog umreženja u vulkanizacijskoj cijevi. Matematički model opisuje proces u vulkanizacijskoj cijevi koja je u stvari cijevni reaktor. Toplina se u cijevi na kabel prenosi radijacijom i konvekcijom te vođenjem kroz kabel. Isto tako tijekom reakcije se oslobađa toplina i bilanca topline uključuje sva četiri utjecaja. Sastavni dio matematičkog modela je i bilanca tvari opisana kinetičkim modelom. Većina autora pojednostavljuje kinetiku reakcije umreženja kinetikom prvoga reda, međutim u ovome radu je primijenjena kinetika autokatalitičke reakcije koja bolje može opisati indukcijski period. Bilanca tvari i topline povezane kinetičkim članom tvore sustav parcijalnih diferencijalnih jednadžbi koje su riješene numerički za zadane rubne uvjete kako za grijani(reakcijski) dio procesa tako i za hlađenje kabela. Primjenom procesnih parametara i predloženog modela provedene su simulacije procesa. Na osnovi provedenih simulacija mogu se predvidjeti i izračunati ključni procesni parametri kao što su temperatura, brzina linije(u) i režim hlađenja kabela.

Vulkanizacija; umreženje; Vulkanizacijska cijev; PE-XL; Dikumil peroksid; Srednjenaponski kabel; Matematički model; Simulacija

nije evidentirano