สารประกอบ PVC สำหรับสายสื่อสาร: คู่มือฉบับเต็ม

โดยระบุให้ถูกต้อง สารประกอบพีวีซีสำหรับสายสื่อสาร กำหนดความน่าเชื่อถือของฉนวน ประสิทธิภาพของเปลวไฟ และระยะห่างตามกฎระเบียบในทุกสภาพแวดล้อมการใช้งาน ตั้งแต่สายเคเบิลข้อมูลที่มีโครงสร้างภายในอาคารไปจนถึงโครงสร้างพื้นฐานโทรคมนาคมกลางแจ้งแบบฝัง คู่มือนี้ตอบคำถามสี่ข้อที่วิศวกรและทีมจัดซื้อถามบ่อยที่สุดก่อนที่จะสรุปข้อมูลจำเพาะของสารประกอบ

40% ฉนวนสายเคเบิลทั่วโลกใช้ PVC

-40°ซ ประสิทธิภาพเกรดยืดหยุ่นที่อุณหภูมิต่ำ

105°ซ เกรด PVC ทนความร้อนสูงสุด

ไออีซี 60502 มาตรฐานเคเบิลสากลหลัก

พีวีซีเกรดเคเบิลคืออะไร?

พีวีซีเกรดสายเคเบิลเป็นสารประกอบโพลีไวนิลคลอไรด์สูตรเฉพาะที่ออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการด้านประสิทธิภาพทางกล ความร้อน และไฟฟ้าของฉนวนและเปลือกสายไฟและสายเคเบิล ไม่ใช่พีวีซีเรซินสินค้าโภคภัณฑ์ - เป็นระบบผสมที่เรซินพื้นฐานคิดเป็นประมาณ 40 ถึง 60% ของสูตรสุดท้าย โดยส่วนที่เหลือประกอบด้วยพลาสติไซเซอร์ สารคงตัว สารตัวเติม สารหน่วงการติดไฟ และสารช่วยในกระบวนการผลิตที่ผสมตามข้อกำหนดที่กำหนด

คำนิยาม

สารประกอบ PVC เกรดเคเบิลเป็นสูตรเทอร์โมพลาสติกที่พร้อมดำเนินการ — จัดจำหน่ายในรูปแบบเม็ดหรือส่วนผสมแบบแห้ง — ซึ่งจะแปลงโดยตรงบนเครื่องอัดรีดให้เป็นชั้นฉนวนไฟฟ้าที่มีความเสถียรในมิติ ซึ่งเป็นไปตามค่าความต้านทานแรงดึง การยืดตัว ความต้านทานต่อปริมาตร และขีดจำกัดการแพร่กระจายของเปลวไฟที่กำหนดโดยมาตรฐานการก่อสร้างสายเคเบิลที่เกี่ยวข้อง

ความแตกต่างระหว่างวัสดุเกรด PVC และสายเคเบิลสำหรับงานทั่วไปถือเป็นสิ่งสำคัญ เกรดสำหรับใช้งานทั่วไปไม่ได้รับการทดสอบสำหรับความต้านทานต่อปริมาตร ความเปราะที่อุณหภูมิต่ำ หรือการเสียรูปจากความร้อนภายใต้ภาระที่ต่อเนื่อง ซึ่งทั้งหมดนี้ถือเป็นเกณฑ์บังคับสำหรับการอนุมัติฉนวนสายเคเบิลสื่อสาร

ทำไมต้องใช้ PVC ในสายสื่อสาร?

สารประกอบพีวีซีครองความเป็นฉนวนสายเคเบิลสื่อสาร เนื่องจากไม่มีเทอร์โมพลาสติกสินค้าโภคภัณฑ์อื่นๆ ที่ให้ฉนวนไฟฟ้า ความทนทานทางกล ความทนทานต่อสารเคมี สารหน่วงไฟ และความสามารถในการแปรรูปในเวลาเดียวกันในราคาที่แข่งขันได้ ตลาดฉนวนสายเคเบิลทั่วโลกใช้พีวีซีมากกว่า 40% ของปริมาตรฉนวนทั้งหมด ตามการวิเคราะห์อุตสาหกรรมจาก Orion Research

ประสิทธิภาพของอิเล็กทริก PVC เกรดเคเบิลมีความต้านทานปริมาตรสูงกว่า 10 ถึงกำลัง 12 โอห์ม-เซนติเมตร ให้การแยกสัญญาณที่เชื่อถือได้ที่ความถี่การสื่อสารจาก DC ถึงหลายร้อยเมกะเฮิรตซ์เมื่อประกอบอย่างถูกต้อง

สารหน่วงไฟโดยธรรมชาติ พีวีซีประกอบด้วยคลอรีนประมาณ 57% โดยมวล ซึ่งยับยั้งการแพร่กระจายของเปลวไฟโดยไม่ต้องเติมสารเติมแต่งจำนวนมาก มีตัวเลือกฮาโลเจนเป็นศูนย์ควันต่ำแบบพิเศษอยู่แล้ว แต่มีราคาสูงกว่า PVC เกรดเคเบิลมาตรฐานมาก

ความยืดหยุ่นในการประมวลผล สารประกอบ PVC รีดออกมาอย่างหมดจดบนเครื่องอัดรีดแบบสกรูเดี่ยวมาตรฐานที่อุณหภูมิหลอมเหลวระหว่าง 160 ถึง 200 องศาเซลเซียส ทำให้สามารถผลิตด้วยความเร็วสูงในสายการผลิตสายเคเบิลที่มีอยู่โดยไม่ต้องดัดแปลงอุปกรณ์

ตัวแปรช่วงอุณหภูมิ การปรับสูตรด้วยประเภทพลาสติไซเซอร์และการโหลดทำให้เกิดเกรดที่ครอบคลุมตั้งแต่อุณหภูมิมาตรฐาน 70 องศาเซลเซียส จนถึงเกรดทนความร้อน 105 องศาเซลเซียส และเกรดยืดหยุ่นจนถึงลบ 40 องศาเซลเซียส สำหรับการใช้งานกลางแจ้งในสภาพอากาศหนาวเย็น

สารประกอบพีวีซีถูกสร้างขึ้นมาสำหรับการใช้งานสายเคเบิลอย่างไร?

การผลิตสารประกอบ PVC เกรดสำหรับสายเคเบิลเป็นกระบวนการหลายขั้นตอนหรือกระบวนการต่อเนื่อง โดยที่อัตราส่วนวัตถุดิบและพารามิเตอร์การผสมจะกำหนดคุณสมบัติทางไฟฟ้าและทางกลของสารประกอบขั้นสุดท้ายโดยตรง การเบี่ยงเบนไม่ว่าขั้นตอนใดก็ตามจะทำให้เกิดสารประกอบที่อาจผ่านการตรวจสอบด้วยสายตา แต่ไม่ผ่านการรับรองทางไฟฟ้า

สูตรผสมเริ่มต้นที่ขั้นตอนการคัดเลือกเรซิน: PVC เรซินเกรดแขวนลอยที่มีค่า K ระหว่าง 65 ถึง 70 เป็นมาตรฐานสำหรับการใช้งานสายเคเบิล โดยจะปรับสมดุลการไหลหลอมกับความแข็งแรงเชิงกล ค่า K นอกหน้าต่างนี้ทำให้เกิดฉนวนที่เปราะหรือแม่พิมพ์พองตัวมากเกินไปในระหว่างการอัดขึ้นรูป

การชั่งน้ำหนักเรซินและสารเติมแต่ง พีวีซีเรซิน พลาสติไซเซอร์ (โดยทั่วไปคือไดไอโซโนนิล พทาเลทหรือ DINP) สารคงตัวทางความร้อนไร้สารตะกั่ว สารตัวเติมแคลเซียมคาร์บอเนต และสารเติมแต่งสารหน่วงไฟ ได้รับการชั่งน้ำหนักตามข้อกำหนดความคลาดเคลื่อนบวกหรือลบ 0.5% ต่อชุด สูตรที่เป็นไปตามข้อกำหนด RoHS ทดแทนแคลเซียม-สังกะสีหรือสารเพิ่มความคงตัวของดีบุกอินทรีย์สำหรับระบบตะกั่วแบบเดิม
การผสมร้อนความเร็วสูง ส่วนประกอบจะถูกชาร์จลงในเครื่องผสมชนิด Henschel ความเร็วสูงที่ทำงานที่ 1,000 ถึง 1,500 รอบต่อนาที แรงเสียดทานทำให้อุณหภูมิส่วนผสมเพิ่มขึ้นเป็น 100 ถึง 120 องศาเซลเซียส ซึ่งเป็นจุดที่การดูดซึมของพลาสติไซเซอร์เข้าไปในเรซินเสร็จสมบูรณ์ และส่วนผสมจะเข้าสู่สถานะแห้งที่ไหลอย่างอิสระ โดยทั่วไปเวลาในการผสมคือ 8 ถึง 12 นาทีต่อชุด
การผสมและการคายประจุเย็น ส่วนผสมแบบร้อนจะถ่ายโอนไปยังเครื่องผสมความเย็นที่ทำงานด้วยความเร็วต่ำทันที โดยจะมีอุณหภูมิลดลงต่ำกว่า 45 องศาเซลเซียสก่อนจะปล่อยออกมา เพื่อป้องกันการเกิดเจลและการเกาะตัวกันก่อนเวลาอันควรซึ่งจะทำให้เกิดข้อบกพร่องที่พื้นผิวในฉนวนสายเคเบิลที่ถูกอัดขึ้นรูป
บรรจุภัณฑ์แบบอัดเม็ดหรือแบบแห้ง สำหรับการจ่ายเม็ด ส่วนผสมแบบแห้งจะผ่านเครื่องอัดรีดแบบคอมพาวนด์สกรูคู่พร้อมเครื่องอัดเม็ดแบบหน้าตาย เพื่อให้ได้เม็ดทรงกระบอกหรือรูปทรงเลนส์ที่สม่ำเสมอเพื่อการป้อนเข้าเครื่องอัดรีดสายเคเบิลอย่างสม่ำเสมอ การจ่ายส่วนผสมแบบแห้งข้ามขั้นตอนนี้และจัดส่งผงเย็นโดยตรง ซึ่งช่วยลดต้นทุนแต่ต้องใช้ความสามารถในการอัดเป็นก้อนในสถานที่

เกรด PVC Compound ใดที่ตรงตามมาตรฐานสายเคเบิลสื่อสาร

การปฏิบัติตามข้อกำหนดสำหรับ สารประกอบพีวีซีสำหรับสายสื่อสาร ถูกกำหนดโดยการผสมผสานระหว่างมาตรฐานสากล คำสั่งระดับภูมิภาค และข้อกำหนดเฉพาะด้านการก่อสร้างสายเคเบิลสำหรับใช้งานปลายทาง การเลือกเกรดที่ไม่ถูกต้องจะทำให้ชุดสายเคเบิลไม่ผ่านการทดสอบการรับรองจากบุคคลที่สาม โดยไม่คำนึงถึงลักษณะของฉนวนหรือคุณภาพของตัวนำ

มาตรฐาน	ขอบเขต	ข้อกำหนดสารประกอบ PVC ที่สำคัญ	เกรดที่ใช้บังคับ
ไออีซี 60502-1	สายไฟและโทรคมนาคมสูงถึง 1 kV	ความต้านแรงดึง 12.5 MPa นาที การยืดตัว 150% นาที	เกรดฉนวน TI2 / ST2
ไออีซี 60227	สายเคเบิลหุ้มฉนวน PVC พิกัด 300/500 V	การเปลี่ยนรูปความร้อนน้อยกว่า 50% ที่ 80 องศาเซลเซียส	สารประกอบประเภท 3 / ประเภท 4
ยูแอล 83 / ยูแอล 1581	สายไฟและสายเคเบิลอาคารอเมริกาเหนือ	ผ่านการทดสอบเปลวไฟ VW-1 ทนน้ำมัน Class B	สารประกอบ 105C ที่อยู่ในรายการ UL
RoHS 2 (2011/65/EU)	ข้อจำกัดของตลาดสหภาพยุโรปเกี่ยวกับสารอันตราย	ตะกั่ว แคดเมียม และโครเมียมเฮกซะวาเลนต์ต่ำกว่า 100 ppm	Ca-Zn หรือดีบุกอินทรีย์ทำให้เสถียร
กิกะไบต์/ที 8815	มาตรฐานสารประกอบพีวีซีสายเคเบิลแห่งชาติของจีน	ความต้านทานปริมาตร 10 กำลัง 10 โอห์ม-ซม. ต่ำสุด	ซีรีส์ประเภท PVC/C

สำหรับโครงการที่ต้องการการปฏิบัติตามมาตรฐานหลายมาตรฐานพร้อมกัน — โดยทั่วไปในการผลิตสายเคเบิลเพื่อการส่งออก — ขอสารประกอบพร้อมแพ็คเกจรายงานการทดสอบที่เป็นเอกสารซึ่งครอบคลุม IEC, RoHS และมาตรฐานภูมิภาคที่เกี่ยวข้อง ซัพพลายเออร์แบบผสมที่มีห้องปฏิบัติการทดสอบภายในบริษัทสามารถออกใบรับรองระดับผสมเพื่อลดความยุ่งยากในการยื่นขออนุมัติประเภทระดับสายเคเบิล

คำถามที่พบบ่อย

อะไรคือความแตกต่างระหว่างเกรดฉนวนและสารประกอบ PVC เกรดเปลือก?

สารประกอบเกรดฉนวนได้รับการกำหนดสูตรสำหรับการสัมผัสโดยตรงกับตัวนำ และต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านความต้านทานต่อปริมาตรและความเป็นฉนวนที่เข้มงวด สารประกอบเกรดเปลือกให้ความสำคัญกับความต้านทานการเสียดสี ความคงตัวของรังสียูวีสำหรับสายเคเบิลกลางแจ้ง และการทนต่อแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำ เกรดทั้งสองไม่สามารถใช้แทนกันได้ — การใช้สารประกอบเปลือกเป็นฉนวนมักจะไม่ผ่านการทดสอบการรับรองทางไฟฟ้า

PVC เกรดสายเคเบิลสามารถใช้กับสายเคเบิลข้อมูลเช่น Cat 6A หรือ Cat 7 ได้หรือไม่?

ใช่. PVC เกรดสายเคเบิลทนไฟถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับฉนวน Cat 6A และปลอกโดยรวม อย่างไรก็ตาม สายเคเบิลข้อมูลความถี่สูงที่สูงกว่า Cat 6A จะระบุวัสดุ FEP หรือ LSZH มากขึ้นเพื่อลดการสูญเสียอิเล็กทริกที่ 500 MHz ถึง 2 GHz ยืนยันข้อกำหนดการลดทอนสำหรับประเภทสายเคเบิลเป้าหมายก่อนที่จะสรุปการเลือกสารประกอบฉนวน

สารประกอบ PVC ตามมาตรฐาน RoHS มีประสิทธิภาพอย่างไรเมื่อเปรียบเทียบกับเกรดเสถียรตะกั่วแบบเดิม

สารประกอบเสถียรแคลเซียม-สังกะสีที่ตรงตามข้อกำหนด RoHS 2 ตรงกับเกรดตะกั่วแบบเดิมในด้านความต้านทานแรงดึง การยืดตัว และความต้านทานความร้อนที่พิกัด 70 และ 90 องศาเซลเซียส กรอบเวลาการประมวลผลจะแคบกว่าเล็กน้อย — ระบบแคลเซียม-สังกะสีจะชดเชยการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของการอัดขึ้นรูปได้น้อยกว่า แต่สูตรผสมสมัยใหม่ที่ออกแบบมาเพื่อการอัดขึ้นรูปสายเคเบิลจะชดเชยด้วยแพ็คเกจช่วยเหลือในการประมวลผลที่รักษาความเร็วของเส้นและคุณภาพพื้นผิว

ฉันควรขอเอกสารอะไรบ้างเมื่อพิจารณาคัดเลือกซัพพลายเออร์สารประกอบพีวีซี

ขอรายงานการทดสอบสารประกอบ (CTR) ที่แสดงผลความต้านทานแรงดึง การยืดตัว ความต้านทานต่อปริมาตร การเปลี่ยนรูปด้วยความร้อน และผลความเปราะบางที่อุณหภูมิต่ำ เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนด RoHS จำเป็นต้องมีรายงานการตรวจคัดกรอง XRF หรือใบรับรองห้องปฏิบัติการของบุคคลที่สามเพื่อยืนยันระดับสารที่ถูกจำกัด สำหรับการใช้งานที่อยู่ในรายการ UL ให้ตรวจสอบว่าสารประกอบปรากฏบนใบเหลืองของ UL ภายใต้ชื่อของซัพพลายเออร์ก่อนสั่งซื้อการผลิต