1. Introduktion
I kommunikationskabler vil ledere producere en skin-effekt, når de transmitteres med højfrekvente signaler. Med stigende frekvens af det transmitterede signal bliver skin-effekten mere og mere alvorlig. Den såkaldte skin-effekt refererer til transmissionen af signaler langs den ydre overflade af den indre leder og den indre overflade af den ydre leder i et koaksialkabel, når frekvensen af det transmitterede signal når flere kilohertz eller titusindvis af hertz.
Især med de stigende internationale kobberpriser og de mere og mere knappe kobberressourcer i naturen, er brugen af kobberbeklædt stål eller kobberbeklædt aluminiumstråd til at erstatte kobberledere blevet en vigtig opgave for lednings- og kabelindustrien, men også for at fremme den gennem udnyttelsen af et stort markedsrum.
Men på grund af forbehandling, nikkelforbehandling og andre processer samt påvirkningen fra forkobberbelægningen kan tråden let opstå følgende problemer og defekter: Forbehandlingen af tråden bliver dårlig, og det primære forkobberlag mister huden, hvilket resulterer i spild af tråd og materiale, hvilket øger produktionsomkostningerne. Derfor er det yderst vigtigt at sikre belægningens kvalitet. Denne artikel omhandler hovedsageligt procesprincipperne og procedurerne for fremstilling af kobberbeklædt ståltråd ved galvanisering samt de almindelige årsager til kvalitetsproblemer og løsninger. 1. Processen med forkobberbeklædt ståltråd og dens årsager
1. 1 Forbehandling af tråden
Først nedsænkes tråden i en alkalisk bejdseopløsning, og en bestemt spænding påføres tråden (anoden) og pladen (katoden), hvorved anoden udfælder en stor mængde ilt. Disse gassers hovedrolle er: for det første spiller voldsomme bobler på overfladen af ståltråden og dens nærliggende elektrolyt en mekanisk omrørings- og afisoleringseffekt, hvilket fremmer fjernelsen af olie fra ståltrådens overflade og fremskynder forsæbnings- og emulgeringsprocessen af olie og fedt. For det andet vil boblerne, der er fastgjort til grænsefladen mellem metallet og opløsningen, med boblerne og ståltråden ude, klæbe til ståltråden med en masse olie til opløsningens overflade. Derfor vil boblerne bringe en masse olie, der klæber til ståltråden, til opløsningens overflade, hvilket fremmer fjernelsen af olie, og samtidig er det ikke let at forårsage hydrogenforsprødhed af anoden, så der kan opnås en god belægning.
1. 2 Plettering af ledningen
Først forbehandles og forbelægges tråden med nikkel ved at nedsænke den i belægningsopløsningen og påføre en bestemt spænding på tråden (katoden) og kobberpladen (anoden). Ved anoden mister kobberpladen elektroner og danner frie divalente kobberioner i det elektrolytiske (belægnings-) bad:
Cu – 2e→Cu2+
Ved katoden genelektroniseres ståltråden elektrolytisk, og de divalente kobberioner aflejres på tråden for at danne en kobberbeklædt ståltråd:
Cu2 + + 2e → Cu
Cu2 + + e→ Cu +
Cu + + e → Cu
2H + + 2e → H2
Når mængden af syre i pletteringsopløsningen er utilstrækkelig, hydrolyseres kobber(I)sulfat let til dannelse af kobber(I)oxid. Kobber(I)oxidet fanges i pletteringslaget, hvilket gør det løst. Cu2SO4 + H2O [Cu2O + H2SO4
I. Nøglekomponenter
Udendørs optiske kabler består generelt af bare fibre, løse rør, vandblokerende materialer, forstærkningselementer og ydre kappe. De findes i forskellige strukturer såsom centralt rørdesign, lagdelt tråd og skeletstruktur.
Bare fibre refererer til originale optiske fibre med en diameter på 250 mikrometer. De omfatter typisk kernelaget, beklædningslaget og coatinglaget. Forskellige typer bare fibre har forskellige kernelagstørrelser. For eksempel er single-mode OS2-fibre generelt 9 mikrometer, mens multimode OM2/OM3/OM4/OM5-fibre er 50 mikrometer, og multimode OM1-fibre er 62,5 mikrometer. Bare fibre er ofte farvekodede for at skelne mellem multi-core fibre.
Løse rør er normalt lavet af højstyrkeplast PBT og bruges til at rumme de bare fibre. De giver beskyttelse og er fyldt med vandblokerende gel for at forhindre vandindtrængning, der kan beskadige fibrene. Gelen fungerer også som en buffer for at forhindre fiberskader fra stød. Fremstillingsprocessen for løse rør er afgørende for at sikre fiberens overskydende længde.
Vandblokerende materialer omfatter vandblokerende fedt til kabel, vandblokerende garn eller vandblokerende pulver. For yderligere at forbedre kablets samlede vandblokerende evne er den almindelige tilgang at bruge vandblokerende fedt.
Forstærkningselementer findes i metalliske og ikke-metalliske typer. Metalliske elementer er ofte lavet af fosfaterede ståltråde, aluminiumsbånd eller stålbånd. Ikke-metalliske elementer er primært lavet af FRP-materialer. Uanset hvilket materiale der anvendes, skal disse elementer have den nødvendige mekaniske styrke for at opfylde standardkrav, herunder modstand mod træk, bøjning, stød og vridning.
Yderkapper bør tage hensyn til brugsmiljøet, herunder vandtæthed, UV-resistens og vejrbestandighed. Derfor anvendes sort PE-materiale almindeligvis, da dets fremragende fysiske og kemiske egenskaber sikrer egnethed til udendørs installation.
2 Årsagerne til kvalitetsproblemer i kobberbelægningsprocessen og deres løsninger
2. 1 Indflydelsen af forbehandling af tråden på pletteringslaget Forbehandlingen af tråden er meget vigtig i produktionen af kobberbelagt ståltråd ved galvanisering. Hvis olie- og oxidfilmen på trådens overflade ikke fjernes fuldstændigt, pletteres det forbelagte nikkellag ikke godt, og bindingen er dårlig, hvilket i sidste ende vil føre til, at det primære kobberpletteringslag falder af. Det er derfor vigtigt at holde øje med koncentrationen af alkaliske væsker og bejdsevæsker, bejdse- og alkalistrømmen, og om pumperne er normale, og hvis de ikke er det, skal de repareres omgående. De almindelige kvalitetsproblemer ved forbehandling af ståltråd og deres løsninger er vist i tabel
2. 2 Stabiliteten af præ-nikkelopløsningen bestemmer direkte kvaliteten af præ-pletteringslaget og spiller en vigtig rolle i det næste trin af kobberpletteringen. Derfor er det vigtigt regelmæssigt at analysere og justere sammensætningsforholdet af den præ-pletterede nikkelopløsning og at sikre, at den præ-pletterede nikkelopløsning er ren og ikke forurenet.
2.3 Indflydelsen af den primære pletteringsopløsning på pletteringslaget Pletteringsopløsningen indeholder kobbersulfat og svovlsyre som to komponenter, og forholdet mellem sammensætningen bestemmer direkte pletteringslagets kvalitet. Hvis koncentrationen af kobbersulfat er for høj, vil der udfældes kobbersulfatkrystaller; hvis koncentrationen af kobbersulfat er for lav, vil tråden let blive brændt af, og pletteringseffektiviteten vil blive påvirket. Svovlsyre kan forbedre den elektriske ledningsevne og strømeffektiviteten af elektropletteringsopløsningen, reducere koncentrationen af kobberioner i elektropletteringsopløsningen (samme ioneffekt) og dermed forbedre den katodiske polarisering og dispersionen af elektropletteringsopløsningen, så strømtæthedsgrænsen øges, og forhindre hydrolyse af kobber(I)sulfat i elektropletteringsopløsningen til kobber(I)oxid og udfældning, hvilket øger pletteringsopløsningens stabilitet, men reducerer også den anodiske polarisering, hvilket er befordrende for anodens normale opløsning. Det skal dog bemærkes, at et højt svovlsyreindhold vil reducere kobbersulfats opløselighed. Når svovlsyreindholdet i pletteringsopløsningen er utilstrækkeligt, hydrolyseres kobbersulfat let til kobber(I)oxid og indfanges i pletteringslaget, hvorved lagets farve bliver mørk og løs. Når der er et overskud af svovlsyre i pletteringsopløsningen, og kobbersaltindholdet er utilstrækkeligt, vil hydrogenet delvist blive udledt i katoden, så overfladen af pletteringslaget fremstår plettet. Fosforindholdet i kobberpladen har også en vigtig indflydelse på belægningens kvalitet. Fosforindholdet bør kontrolleres i området 0,04% til 0,07%. Hvis det er mindre end 0,02%, er det vanskeligt at danne en film, der forhindrer produktionen af kobberioner, hvilket øger kobberpulveret i pletteringsopløsningen. Hvis fosforindholdet er mere end 0,1%, vil det påvirke opløsningen af kobberanoden, så indholdet af divalente kobberioner i pletteringsopløsningen falder og genererer en masse anodeslam. Derudover bør kobberpladen skylles regelmæssigt for at forhindre anodeslam i at forurene pletteringsopløsningen og forårsage ruhed og grater i pletteringslaget.
3 Konklusion
Gennem bearbejdning af ovennævnte aspekter er produktets vedhæftning og kontinuitet god, kvaliteten er stabil, og ydeevnen er fremragende. I den faktiske produktionsproces er der dog mange faktorer, der påvirker kvaliteten af pletteringslaget i pletteringsprocessen. Når problemet er fundet, bør det analyseres og undersøges i tide, og der bør træffes passende foranstaltninger for at løse det.
Opslagstidspunkt: 14. juni 2022