การวิจัยและการประยุกต์ใช้วัสดุคอมโพสิตสายเคเบิลทำความร้อนในสภาพแวดล้อมไฟฟ้าแรงสูงและไฟฟ้าแรงสูงพิเศษ- Hangzhou Meilin New Materials Technology Co., Ltd.

วัสดุคอมโพสิตสายเคเบิลทำความร้อนแรงดันสูงและแรงดันสูงพิเศษ เป็นวัสดุคอมโพสิตที่ทำจากโพลีเมอร์ซึ่งใช้เป็นพิเศษในการเตรียมสายเคเบิลทำความร้อนที่สามารถทนต่อสภาวะที่รุนแรงได้ วัสดุนี้จำเป็นต้องรักษาคุณสมบัติทางไฟฟ้า ความแข็งแรงทางกล และเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีเยี่ยมภายใต้แรงดันไฟฟ้าและความดันที่สูงมาก สถานการณ์การใช้งานทั่วไป ได้แก่ การสำรวจน้ำมันและก๊าซในทะเลลึก อุตสาหกรรมปิโตรเคมี และสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงหรือเย็นจัด

ลักษณะสำคัญและข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ
เพื่อที่จะรับมือกับสภาพแวดล้อมการทำงานที่รุนแรง วัสดุคอมโพสิตสายเคเบิลทำความร้อนแรงดันสูงและแรงดันสูงพิเศษจำเป็นต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพที่เข้มงวดหลายประการ ซึ่งรวมถึงแต่ไม่จำกัดเฉพาะด้านต่อไปนี้:

ประสิทธิภาพของฉนวนไฟฟ้า: สายไฟทำความร้อนทำงานภายใต้สภาวะไฟฟ้าแรงสูง โดยกำหนดให้วัสดุมีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม เพื่อป้องกันกระแสไฟฟ้ารั่วและการพังทลายของฉนวน สิ่งนี้ต้องการให้วัสดุคอมโพสิตมีความต้านทานสูงและการสูญเสียอิเล็กทริกต่ำ

ความต้านทานต่ออุณหภูมิสูง: สายเคเบิลทำความร้อนจะสร้างอุณหภูมิสูงระหว่างการทำงาน และยังต้องสามารถคงความเสถียรในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงมากได้ ดังนั้นความต้านทานต่ออุณหภูมิสูงของวัสดุจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง

ความแข็งแรงทางกลและความต้านทานแรงดัน: ภายใต้แรงดันไฟฟ้าสูงพิเศษ วัสดุสายเคเบิลจะต้องมีความแข็งแรงเชิงกลสูง และสามารถทนต่อแรงภายนอก เช่น แรงดึงและแรงอัดได้โดยไม่เสียรูปหรือแตกหัก

ความต้านทานการกัดกร่อนของสารเคมี: ในสภาพแวดล้อมปิโตรเคมีหรือใต้ทะเลลึก วัสดุจะต้องมีความต้านทานการกัดกร่อนของสารเคมีที่ดีและสามารถทำงานได้เป็นเวลานานในตัวกลางทางเคมี เช่น กรดและด่าง โดยไม่เกิดความเสียหาย

การนำความร้อน: สายเคเบิลทำความร้อนจำเป็นต้องนำความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพเพื่อให้ได้ผลความร้อนที่มั่นคง ดังนั้นค่าการนำความร้อนของวัสดุคอมโพสิตจึงเป็นตัวบ่งชี้สำคัญที่ต้องพิจารณาในการออกแบบ

ส่วนประกอบวัสดุหลัก
วัสดุคอมโพสิตสายเคเบิลทำความร้อนแรงดันสูงและแรงดันสูงพิเศษโดยทั่วไปประกอบด้วยเมทริกซ์โพลีเมอร์และฟิลเลอร์ที่ใช้งานได้ ส่วนประกอบต่างๆ ช่วยเสริมซึ่งกันและกันและทำให้วัสดุมีคุณสมบัติที่ครอบคลุมเป็นเลิศ ส่วนประกอบวัสดุหลักทั่วไปได้แก่:

วัสดุเมทริกซ์: โดยทั่วไปจะเลือกใช้วัสดุโพลีเมอร์ที่ทนต่ออุณหภูมิสูงและทนต่อการเสื่อมสภาพ เช่น โพลีเอทิลีน (PE), โพลีไวนิลิดีนฟลูออไรด์ (PVDF), ยางเอทิลีนโพรพิลีน (EPR) ฯลฯ วัสดุเหล่านี้มีความเป็นฉนวนไฟฟ้า ความแข็งแรงทางกล และเสถียรภาพทางเคมีที่ดีเยี่ยม

สารตัวเติมตามหน้าที่: สารตัวเติมที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ วัสดุนำความร้อน เช่น อลูมินา (Al₂O₃) และแมกนีเซียมออกไซด์ (MgO) ซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อปรับปรุงการนำความร้อนของวัสดุคอมโพสิต เพื่อปรับปรุงความเป็นฉนวนไฟฟ้า จึงได้มีการเพิ่มสารเสริมความเป็นฉนวนไฟฟ้า เช่น สารเชื่อมต่อไซเลนและไทเทเนียมออกไซด์ (TiO₂) อีกด้วย

นาโนฟิลเลอร์: ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา วัสดุนาโน (เช่น กราฟีน ท่อนาโนคาร์บอน ฯลฯ) ถูกนำมาใช้เพื่อปรับเปลี่ยนวัสดุคอมโพสิตเพื่อปรับปรุงการนำความร้อนและความแข็งแรงเชิงกลให้ดียิ่งขึ้น

ขั้นตอนการเตรียมการ
กระบวนการเตรียมวัสดุคอมโพสิตสายเคเบิลทำความร้อนไฟฟ้าแรงสูงและแรงสูงพิเศษเป็นสิ่งสำคัญ ขั้นตอนหลักของกระบวนการ ได้แก่ การผสม การขึ้นรูปแบบอัดขึ้นรูป การอบชุบด้วยความร้อน ฯลฯ:

การผสม: เมทริกซ์โพลีเมอร์และฟิลเลอร์เชิงหน้าที่ผสมกันอย่างเท่าเทียมกันเพื่อให้แน่ใจว่าฟิลเลอร์มีการกระจายอย่างสม่ำเสมอในเมทริกซ์โพลีเมอร์

การขึ้นรูปแบบอัดรีด: ส่วนผสมจะถูกแปรรูปเป็นรูปร่างที่ต้องการผ่านกระบวนการอัดรีดเพื่อใช้ในการผลิตสายเคเบิล

การรักษาความร้อน: เพื่อที่จะเพิ่มเสถียรภาพทางความร้อนและคุณสมบัติทางกลของวัสดุ โดยปกติแล้วการบำบัดความร้อนบางอย่างจะดำเนินการหลังการเตรียม เช่น การอัดร้อนหรือการอบอ่อน

ตัวอย่างการใช้งาน
1. สายไฟทำความร้อนในการสกัดน้ำมันและก๊าซ
การดำเนินการสกัดน้ำมันและก๊าซมักจะดำเนินการในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง สายเคเบิลทำความร้อนไฟฟ้าแรงสูงและไฟฟ้าแรงสูงพิเศษสามารถให้การสนับสนุนการทำความร้อนที่จำเป็นสำหรับอุปกรณ์ในสภาพแวดล้อมที่มีความกดดันสูงและมีความเค็มสูงในทะเลลึก ความต้านทานแรงดันและการนำความร้อนที่ดีเยี่ยมทำให้วัสดุนี้เป็นที่นิยมในสาขานี้

2. วิศวกรรมใต้ทะเลลึก
การสำรวจและการขุดใต้ทะเลลึกมีข้อกำหนดที่สูงมากในด้านความต้านทานแรงดัน ความต้านทานการกัดกร่อน และประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของสายเคเบิล สายเคเบิลทำความร้อนไฟฟ้าแรงสูงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในงานวิศวกรรมใต้ทะเลลึกเพื่อป้องกันไม่ให้ท่อแข็งตัวเนื่องจากอุณหภูมิต่ำ

3. ระบบทำความร้อนในสภาพแวดล้อมขั้วโลกหรืออุณหภูมิสูง
ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำหรือสูงจัด คอมโพสิตสายเคเบิลทำความร้อนแรงดันสูงและแรงดันสูงพิเศษสามารถให้การสนับสนุนการทำความร้อนที่เชื่อถือได้สำหรับอาคารและอุปกรณ์ ดังนั้นจึงรับประกันการผลิตหรืออายุการใช้งานตามปกติ