การศึกษาขั้นตอนการผลิตปลอกหุ้มคอมโพสิตแบบเทปอลูมิเนียมเคลือบพลาสติกตามมาตรฐานยุโรป

เมื่อวางระบบสายเคเบิลไว้ใต้ดิน ในทางเดินใต้ดิน หรือในบริเวณที่มีน้ำขัง เพื่อป้องกันไอน้ำและน้ำไม่ให้เข้าไปในชั้นฉนวนของสายเคเบิล และเพื่อยืดอายุการใช้งานของสายเคเบิล ควรใช้โครงสร้างชั้นกั้นกันน้ำแบบรัศมี ซึ่งประกอบด้วยปลอกโลหะและปลอกผสมโลหะ-พลาสติก วัสดุโลหะที่ใช้กันทั่วไปสำหรับปลอกโลหะของสายเคเบิล ได้แก่ ตะกั่ว ทองแดง อลูมิเนียม และโลหะอื่นๆ ส่วนปลอกผสมโลหะ-พลาสติกของสายเคเบิลนั้น ประกอบด้วยเทปผสมโลหะ-พลาสติกและปลอกโพลีเอทิลีน ปลอกผสมโลหะ-พลาสติก หรือที่เรียกว่าปลอกหุ้มแบบครบวงจร มีลักษณะเด่นคือ นุ่ม พกพาสะดวก และมีการซึมผ่านของน้ำน้อยกว่าปลอกพลาสติกและยางมาก เหมาะสำหรับสถานที่ที่ต้องการประสิทธิภาพการกันน้ำสูง แต่เมื่อเทียบกับปลอกโลหะแล้ว ปลอกผสมโลหะ-พลาสติกยังคงมีการซึมผ่านได้บ้าง

ในมาตรฐานสายเคเบิลแรงดันปานกลางของยุโรป เช่น HD 620 S2: 2009, NF C33-226: 2016, UNE 211620: 2020 เทปอลูมิเนียมเคลือบพลาสติกด้านเดียวถูกใช้เป็นวัสดุหุ้มกันน้ำแบบครบวงจรสำหรับสายไฟ โดยชั้นโลหะของเทปเคลือบด้านเดียวนี้เทปอลูมิเนียมเคลือบพลาสติกเทปอลูมิเนียมเคลือบพลาสติกสัมผัสโดยตรงกับฉนวนหุ้ม และทำหน้าที่เป็นเกราะโลหะไปพร้อมกัน ตามมาตรฐานยุโรป จำเป็นต้องทดสอบแรงดึงระหว่างเทปอลูมิเนียมเคลือบพลาสติกกับปลอกสายเคเบิล และทำการทดสอบความต้านทานการกัดกร่อนเพื่อวัดความต้านทานน้ำในแนวรัศมีของสายเคเบิล ในขณะเดียวกัน ก็จำเป็นต้องวัดความต้านทานกระแสตรงของเทปอลูมิเนียมเคลือบพลาสติกเพื่อวัดความสามารถในการนำกระแสลัดวงจรด้วย

1. การจำแนกประเภทของเทปอลูมิเนียมเคลือบพลาสติก
ตามจำนวนฟิล์มพลาสติกที่เคลือบวัสดุพื้นผิวอะลูมิเนียมแตกต่างกัน สามารถแบ่งกระบวนการเคลือบตามแนวยาวออกเป็นสองประเภท ได้แก่ เทปอะลูมิเนียมเคลือบพลาสติกสองด้าน และเทปอะลูมิเนียมเคลือบพลาสติกด้านเดียว
ชั้นป้องกันน้ำและความชื้นแบบครบวงจรของสายไฟแรงดันปานกลางและต่ำ รวมถึงสายเคเบิลใยแก้วนำแสง ที่ประกอบด้วยเทปอะลูมิเนียมเคลือบพลาสติกสองด้าน และวัสดุหุ้ม เช่น โพลีเอทิลีน โพลีโอเลฟิน และวัสดุอื่นๆ ทำหน้าที่ป้องกันน้ำและความชื้นในแนวรัศมี ส่วนเทปอะลูมิเนียมเคลือบพลาสติกด้านเดียวส่วนใหญ่ใช้สำหรับป้องกันโลหะในสายเคเบิลสื่อสาร

ในมาตรฐานของยุโรปบางฉบับ นอกจากจะใช้เป็นปลอกหุ้มกันน้ำอย่างสมบูรณ์แล้ว เทปอะลูมิเนียมเคลือบพลาสติกด้านเดียวยังใช้เป็นเกราะโลหะสำหรับสายเคเบิลแรงดันปานกลางอีกด้วย และการใช้เทปอะลูมิเนียมเป็นเกราะป้องกันนั้นมีข้อได้เปรียบด้านต้นทุนที่เห็นได้ชัดเมื่อเทียบกับการใช้ทองแดงเป็นเกราะป้องกัน

2. กระบวนการห่อตามแนวยาวของเทปอลูมิเนียมเคลือบพลาสติก
กระบวนการห่อตามแนวยาวของแถบวัสดุผสมอะลูมิเนียม-พลาสติก หมายถึงกระบวนการเปลี่ยนรูปแถบอะลูมิเนียมเคลือบพลาสติกจากรูปทรงแบนเดิมไปเป็นรูปทรงท่อผ่านชุดการขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์ และการเชื่อมขอบทั้งสองด้านของแถบอะลูมิเนียมเคลือบพลาสติกเข้าด้วยกัน ขอบทั้งสองด้านของแถบอะลูมิเนียมเคลือบพลาสติกนั้นเรียบเนียนและเชื่อมติดกันแน่น โดยไม่มีการหลุดลอกของอะลูมิเนียมและพลาสติก

กระบวนการเปลี่ยนรูปทรงของเทปอะลูมิเนียมเคลือบพลาสติกจากแบบแบนเป็นแบบท่อ สามารถทำได้โดยใช้แม่พิมพ์ขึ้นรูปตามแนวยาว ซึ่งประกอบด้วยแม่พิมพ์รูปทรงเขาตามแนวยาว แม่พิมพ์ปรับแนวเส้น และแม่พิมพ์ปรับขนาด แผนผังแสดงขั้นตอนการทำงานของแม่พิมพ์ขึ้นรูปตามแนวยาวของเทปอะลูมิเนียมเคลือบพลาสติกแสดงในรูปต่อไปนี้ ขอบทั้งสองด้านของเทปอะลูมิเนียมเคลือบพลาสติกแบบท่อสามารถเชื่อมต่อกันได้สองวิธี คือ การเชื่อมด้วยความร้อนและการเชื่อมด้วยความเย็น

(1) กระบวนการเชื่อมร้อน
กระบวนการเชื่อมด้วยความร้อนคือการทำให้ชั้นพลาสติกของเทปอลูมิเนียมเคลือบพลาสติกอ่อนตัวลงที่อุณหภูมิ 70-90 องศาเซลเซียส ในกระบวนการเปลี่ยนรูปของเทปอลูมิเนียมเคลือบพลาสติกนั้น ชั้นพลาสติกบริเวณรอยต่อของเทปอลูมิเนียมเคลือบพลาสติกจะถูกทำให้ร้อนโดยใช้ปืนลมร้อนหรือเปลวไฟจากหัวพ่นไฟ และขอบทั้งสองด้านของเทปอลูมิเนียมเคลือบพลาสติกจะเชื่อมติดกันโดยใช้ความหนืดหลังจากที่ชั้นพลาสติกอ่อนตัวลง ทำให้ขอบทั้งสองด้านของเทปอลูมิเนียมเคลือบพลาสติกติดแน่น

(2) กระบวนการเชื่อมเย็น
กระบวนการเชื่อมเย็นแบ่งออกเป็นสองประเภท ประเภทแรกคือการเพิ่มแม่พิมพ์ทรงยาวไว้ตรงกลางระหว่างแม่พิมพ์คาลิเปอร์และหัวฉีดของเครื่องอัดรีด เพื่อให้เทปอลูมิเนียมเคลือบพลาสติกคงโครงสร้างทรงกระบอกที่ค่อนข้างคงที่ก่อนเข้าสู่หัวฉีดของเครื่องอัดรีด ทางออกของแม่พิมพ์ทรงยาวจะอยู่ใกล้กับทางออกของแกนแม่พิมพ์ของเครื่องอัดรีด และวัสดุคอมโพสิตอลูมิเนียม-พลาสติกจะเข้าสู่แกนแม่พิมพ์ของเครื่องอัดรีดทันทีหลังจากนำแม่พิมพ์ทรงยาวออก แรงดันการอัดรีดของวัสดุหุ้มจะช่วยรักษาโครงสร้างทรงกระบอกของเทปอลูมิเนียมเคลือบพลาสติก และอุณหภูมิสูงของพลาสติกที่อัดรีดจะทำให้ชั้นพลาสติกของเทปอลูมิเนียมเคลือบพลาสติกอ่อนตัวลงเพื่อทำการเชื่อมติดให้เสร็จสมบูรณ์ เทคโนโลยีนี้เหมาะสำหรับเทปอลูมิเนียมเคลือบพลาสติกแบบลามิเนตสองด้าน อุปกรณ์การผลิตใช้งานง่าย แต่กระบวนการขึ้นรูปแม่พิมพ์ค่อนข้างซับซ้อน และเทปอลูมิเนียมเคลือบพลาสติกนั้นคืนตัวได้ง่าย

กระบวนการยึดติดแบบเย็นอีกอย่างหนึ่งคือการใช้กาวร้อน โดยกาวร้อนจะถูกหลอมเหลวด้วยเครื่องอัดรีดในตำแหน่งแม่พิมพ์แบบยาว แล้วบีบลงบนขอบด้านนอกด้านหนึ่งของเทปอลูมิเนียมเคลือบพลาสติก จากนั้นจึงใช้แม่พิมพ์รีดและปรับขนาดเพื่อยึดขอบทั้งสองด้านของเทปอลูมิเนียมเคลือบพลาสติกเข้าด้วยกัน เทคโนโลยีนี้เหมาะสำหรับทั้งเทปอลูมิเนียมเคลือบพลาสติกสองด้านและด้านเดียว กระบวนการผลิตแม่พิมพ์และอุปกรณ์การผลิตนั้นง่าย แต่ผลการยึดติดจะได้รับผลกระทบอย่างมากจากคุณภาพของกาวร้อน

เพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือในการทำงานของระบบสายเคเบิล ฉนวนโลหะจะต้องเชื่อมต่อทางไฟฟ้ากับฉนวนหุ้มของสายเคเบิล ดังนั้นจึงต้องใช้เทปอลูมิเนียมเคลือบพลาสติกด้านเดียวเป็นฉนวนโลหะของสายเคเบิล ตัวอย่างเช่น กระบวนการเชื่อมด้วยความร้อนที่กล่าวถึงในเอกสารนี้เหมาะสำหรับเทปสองด้านเท่านั้นเทปอลูมิเนียมเคลือบพลาสติกในขณะที่กระบวนการยึดติดแบบเย็นโดยใช้กาวร้อนละลายนั้นเหมาะสมกว่าสำหรับเทปอะลูมิเนียมเคลือบพลาสติกด้านเดียว