Применение ультразвука при изготовлении электрических кабелей связи

В настоящее время развитие современных технологий, в частности и энергоемких процессов, обуславливает жесткие требования по эксплуатации проводов и кабелей, которые применяют не только с целью передачи электроэнергии, сигналов, но и для проведения контроля теплоемкости и стойкости в различных реакторах и других устройствах, к которым нужно пристальное внимание в плане высокой нагревостойкости и безопасности. Становится очевидным тот факт, что кабели и провода, основой изоляции которых является бумага, волокно или полимер, не подходят для таких условий, для кабелей такого типа важна огнеупорность. Поэтому в данном случае лучше всего использовать кабели, в которых изоляцией является оксиды металлов или минералы.

Первые кабели с минеральной изоляцией появились в 1934 году во Франции, а в 1951 году кабели с данной изоляцией начали производить и в СССР на базе «Кирскабель», где производили провода в медной оболочке. Также в 1951 году было освоено изготовление токопроводящих кабелей на основе алюминия (жилы и оболочка), а в конце 50-х годов начали производить стальные кабели. После многих испытаний при различных температурах (450-800 градусов Цельсия) кабели такого типа показали свои преимущества по отношению к кабелям других типов.

Нагревостойкие кабели нашли свое широкое применение с сфере электросвязи между различными датчиками и приборами. Чаще всего их используют в зонах ядерных реакторов, где преобладают высокая температура и плотность потока нейтронов. В данных кабелях используют окись магния в качестве изоляции.

Технология производства кабелей с минеральной изоляцией кардинально отличаются от производства кабелей других типов. Технология производства таких кабелей включает в себя следующее:

• 1.    Необходимо выбрать исходный элемент – металлическую трубу;

• 2.    В нее вставляют нужное количество токопроводящих жил, а промежутки между ними заполняются изоляционным минеральным составом;

• 3.    Происходят многократные циклы волочения и термообработки.

Данные кабели имеют свои преимущества, а именно если происходит удар или смятие оболочки кабеля или же все одновременно, то кабель продолжит свою работу пока кабель полностью не будет поврежден, а также если произойдет перебой в электроэнергии, то кабель также сохранит свою работоспособность, в нем не произойдет утечек и не нарушится изоляция кабеля в целом. Еще одним достоинством такого рода кабелей является возможность прокладки их не в трубах, что в свою очередь исключает скопления легко воспламеняющихся газов внутри кабельных каналов.

Самым перспективным направлением по обработке материалов является использование ультразвука. Он может увеличить скорость протекания технологических процессов, улучшить качество изделий, быть единственным средством, с помощью которого смогут производить различного рода операции.

Из основных физических эффектов, обусловливающих эффективное использование энергии ультразвуковых колебаний в различных технологических процессах, можно выделить следующие [1]:

• •    кавитация - возникновение в жидкости массы пульсирующих пузырьков, заполненных паром, газом;

• •    звукокапиллярный эффект - аномально глубокое проникновение жидкости в капилляры и узкие щели под действием ультразвука;

• •    эффект снижения трения и увеличения пластичности материалов при ультразвуковом воздействии.

В технологии производства кабелей с минеральной изоляцией использование ультразвуковых колебаний дает положительный эффект при следующих процессах [1]:

• •    засыпке кабельной заготовки изоляционным порошком, особенно мелкодисперсных фракций порошка;

• •    волочении кабельной заготовки; термической обработке заготовки после деформации;

• •    очистке заготовок от остатков смазки перед отжигом;

• •    подготовке и очистке волочильного инструмента.

Таким образом, применение ультразвука при обработке кабелей с минеральной изоляцией в металлических оболочках дает возможность найти решения для некоторого числа сложных научно-технических вопросов, увеличить эффективность работы, количества готовых изделий, а также усовершенствовать качество.