Giới thiệu: Khi liên kết chéo XLPE bị lỗi, toàn bộ cáp bị lỗi

Trong thị trường cơ sở hạ tầng điện có nhu cầu cao ngày nay, cáp cách điện XLPE đã trở thành xương sống của hệ thống truyền tải trung thế và cao thế. Tuy nhiên, mặc dù phổ biến của họ,
XLPE cross-linking defects remain one of the most expensive and unpredictable quality failures in cable manufacturing.A single batch with poor cross-linking can lead to catastrophic insulation breakdown, shortened service life, and accelerated thermal aging once the cable enters service. For manufacturers, these failures translate into high scrap rates, inconsistent gel content, and customer complaints that damage reputation and profits.

Trong thập kỷ qua, các nhà máy cáp toàn cầu đã bắt đầu chuyển sự chú ý của họ từ nguyên liệu thô sang hiểu biết toàn diện hơn về
process stability—from extrusion temperature and pressure to mechanical tension control. This report explains why XLPE cross-linking goes wrong, what recent field research reveals, and how modern factories are upgrading their equipment and production systems to eliminate the root causes.

1. Điều gì thúc đẩy liên kết chéo XLPE kém?

Liên kết chéo không phải là một bước duy nhất; nó là một tương tác phức tạp giữa hóa học, nhiệt độ, áp suất, tốc độ đường truyền và độ ổn định cơ học. Dựa trên phân tích các nghiên cứu điển hình quốc tế, năm nguyên nhân chính liên tục xuất hiện trong các nhà máy cáp:

1. Nhiệt độ không ổn định trong quá trình đùn

Cách nhiệt XLPE dựa vào sự phân hủy nhiệt có kiểm soát của peroxide hữu cơ. Nếu
extrusion temperature oscillates—either too high or too low—cross-linking becomes incomplete or uneven.

Nguyên nhân phổ biến bao gồm:

• Các dải nóng lão hóa phản ứng chậm
  

• Kiểm soát nhiệt độ PID không ổn định
  

• Phân vùng nhiệt độ không chính xác dọc theo thùng
  

• Biến động áp suất tan chảy do không ổn định hoàn trả
  

• Cách nhiệt kém dẫn đến làm mát cục bộ
  

Khi nhiệt độ vượt quá ±2C, hiệu suất liên kết chéo giảm xuống, tạo ra lớp cách nhiệt với hàm lượng gel không đủ.

2. Không đủ nóng chảy dẻo

Sự dẻo hóa đồng đều là rất quan trọng. Nếu các viên không tan chảy đều, các vùng vi mô bên trong lớp XLPE có thể không đạt được điều kiện bảo dưỡng thích hợp.

Điều này thường xảy ra do:

• Hình học vít mòn
  

• Cấp thấp hoặc moisture-contaminated hợp chất
  

• Cho ăn hoặc trộn không nhất quán
  

• Sự thay đổi về kích thước viên hoặc công thức
  

Những vùng vi mô này trở thành điểm yếu trong quá trình thử nghiệm ứng suất điện, thường bị hỏng trong các thử nghiệm lão hóa lâu dài.

3. Các vấn đề về đường ống dẫn hơi nước trên đường CV

Ống đóng rắn chịu trách nhiệm cho phản ứng liên kết chéo cuối cùng. Sự không ổn định ở đây ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc XLPE.

Những thất bại điển hình bao gồm:

• Biến động áp suất hơi nước
  

• Giọt nước ngưng tụ bên trong ống
  

• Van điều chỉnh mòn tạo ra áp suất xung
  

• Mực nước không nhất quán trong hệ thống hơi nước
  

• Độ lệch nhiệt độ dọc theo ống lưu hóa
  

Những yếu tố này tạo ra năng lượng đóng rắn không đồng đều, khiến các phần của cáp bị liên kết chéo.

4. Biến động căng thẳng từ thiết bị sản xuất thượng nguồn

Một trong những vấn đề bị bỏ qua nhiều nhất trong sản xuất XLPE là độ ổn định cơ học của thiết bị thượng nguồn.

Biến động căng thẳng - từ các đơn vị hoàn trả lỗi thời hoặc máy móc cho ăn không đồng bộ - nguyên nhân:

• Sự thay đổi độ dày của tường cách nhiệt
  

• Thay đổi thời gian cư trú tan chảy
  

• Kéo dài cách nhiệt bán chữa khỏi
  

• Khoảng trống siêu nhỏ trong lớp XLPE
  

Các nhà máy hiện đại hiện đang thay thế các phần thưởng cơ học cũ hơn bằng hệ thống không trục do PLC điều khiển để duy trì độ căng ổn định ở mọi giai đoạn.

5. Tốc độ dòng không đúng và thời gian dừng không nhất quán

Đối với mỗi hợp chất XLPE, thời gian dừng bên trong ống bảo dưỡng phải phù hợp với tỷ lệ phân hủy peroxide. Khi tốc độ dòng không phù hợp với yêu cầu bảo dưỡng:

• Quá nhanh = cách nhiệt liên kết chéo dưới
  

• Quá chậm = cháy trước một phần hoặc cháy peroxide không đều
  

Cả hai đều tác động tiêu cực đến hàm lượng gel và hiệu suất cách nhiệt.

2. Nghiên cứu thực địa cho chúng ta biết gì về các khiếm khuyết liên kết chéo XLPE

Dữ liệu gần đây được thu thập từ các nhà máy cáp trên khắp châu Á, châu Âu và Trung Đông cho thấy một xu hướng rõ ràng: hầu hết các khuyết tật XLPE là
not uniform across the insulation layer. Instead, they appear as microscopic pockets where cross-linking was never fully completed.

Những khiếm khuyết vi mô này thường tương quan với:

• Nhiệt độ cục bộ giảm trong quá trình đùn
  

• Tăng đột biến căng thẳng tạm thời
  

• Xung nóng chảy do vít bị mòn
  

• Áp suất hơi nước giảm trong quá trình đóng rắn
  

• Biến thể độ ẩm vật liệu
  

Khi các nhà máy có thiết bị cũ được so sánh với các cơ sở hiện đại hóa, khoảng cách hiệu suất rất đáng chú ý:

• Lên đến
  40% higher gel-content stability

• Lên đến
  30% lower scrap rate

• Lên đến
  50% fewer failures in heat-shock and aging tests

Bằng chứng này đã khiến nhiều nhà sản xuất tập trung vào tính ổn định cơ học - đặc biệt là kiểm soát căng thẳng - như một chiến lược cốt lõi để cải thiện chất lượng cách điện XLPE.

3. Cách thiết bị hiện đại cải thiện tính ổn định liên kết chéo XLPE

Để giải quyết các lỗi liên kết chéo, các nhà sản xuất cáp hàng đầu đang đầu tư vào các hệ thống sản xuất được nâng cấp. Một số đổi mới trực tiếp làm giảm nguyên nhân gốc rễ của việc bảo dưỡng kém.

1. Hệ thống thanh toán và kiểm soát căng thẳng tích hợp PLC

Hiện đại không có trục
payoff units with PLC-closed-loop control maintain precise tension, reducing insulation deformation and stabilizing melt pressure during extrusion.This directly improves cross-linking uniformity.

2. Kiểm soát nhiệt độ chính xác cao trong máy đùn

Dây chuyền đùn thế hệ tiếp theo sử dụng:

• Bộ điều khiển PID đa vùng
  

• Máy sưởi phản ứng cao
  

• Thiết kế vít được tối ưu hóa
  

Chúng duy trì nhiệt độ nóng chảy trong vòng ±0.5C, loại bỏ dao động nhiệt trong quá trình phân hủy peroxide.

3. Quy định áp suất hơi kỹ thuật số trên đường CV

Các tính năng của hệ thống bảo dưỡng được nâng cấp:

• Kiểm soát áp suất kỹ thuật số thời gian thực
  

• Tự động bù hơi
  

• Cải thiện quản lý ngưng tụ
  

Chúng tạo ra năng lượng đóng rắn nhất quán hơn dọc theo ống lưu hóa.

4. Giám sát nâng cao và ghi dữ liệu

Một số nhà máy hiện sử dụng các cảm biến và phần mềm tích hợp để theo dõi các chỉ số hàm lượng gel trong quá trình sản xuất, cho phép sửa chữa theo thời gian thực trước khi các khuyết tật hình thành.

4. Hướng dẫn khắc phục sự cố: Cách khắc phục liên kết chéo XLPE kém

Dưới đây là danh sách kiểm tra có cấu trúc được sử dụng bởi các kỹ sư chuyên nghiệp khi chẩn đoán các vấn đề liên kết chéo:

Bước 1: Đánh giá hiệu suất nhiệt độ máy đùn

• Theo dõi sự ổn định nhiệt độ theo thời gian
  

• Xác minh tốc độ phản hồi của lò sưởi
  

• Kiểm tra độ mòn của cặp nhiệt điện
  

• Kiểm tra nhiệt độ vượt quá hoặc dao động
  

Bước 2: Đánh giá độ dẻo tan chảy

• Thực hiện phân tích độ mòn của vít
  

• Kiểm tra độ ẩm trong hợp chất XLPE
  

• Đánh giá sự pha trộn và cho ăn đồng nhất
  

Bước 3: Kiểm tra hoạt động của ống bảo dưỡng

• Kiểm tra độ ổn định áp suất
  

• Kiểm tra các giọt nước hoặc ngưng tụ
  

• Xác minh rằng van và cảm biến áp suất đã được hiệu chỉnh
  

• Đảm bảo hồ sơ nhiệt độ ống bảo dưỡng chính xác
  

Bước 4: Kiểm tra thiết bị thượng nguồn cho biến động căng thẳng

• Đo độ nhất quán căng thẳng tại các điểm hoàn trả
  

• Kiểm tra đồng bộ hóa giữa các máy
  

• Kiểm tra hệ thống phanh và động cơ servo
  

• Sắp xếp lại hệ thống hướng dẫn và tháo gỡ
  

Bước 5: Xác nhận tốc độ dòng so với yêu cầu bảo dưỡng

• So sánh thời gian dừng thực tế với thông số kỹ thuật vật liệu
  

• Xác nhận tính nhất quán trong toàn bộ quá trình sản xuất
  

• Ghi lại dao động tốc độ trong quá trình bảo dưỡng
  

Phương pháp chẩn đoán từng bước này giúp loại bỏ sự không chắc chắn liên kết chéo và tạo ra chất lượng sản phẩm có thể dự đoán được.

5. Kết luận: Chìa khóa để liên kết chéo XLPE tốt hơn là tính ổn định của quy trình

Liên kết chéo XLPE kém hiếm khi chỉ do nguyên liệu thô gây ra. Thay vào đó, nó là kết quả của sự kết hợp của các bất ổn cơ học, nhiệt và hóa học trên toàn bộ dây chuyền sản xuất. Các nhà máy tập trung vào việc hiện đại hóa kiểm soát căng thẳng, nâng cấp các khu vực đùn và ổn định môi trường bảo dưỡng luôn cho thấy những cải thiện đáng kể về hàm lượng gel, tỷ lệ phế liệu và độ tin cậy của cáp dài hạn.

Khi nhu cầu về cáp MV và HV tiếp tục tăng, việc đầu tư vào công nghệ sản xuất ổn định không còn là tùy chọn - đó là nền tảng của sản xuất cạnh tranh. Cải thiện chất lượng liên kết ngang XLPE củng cố lợi thế kỹ thuật của nhà máy và góp phần trực tiếp vào thành công thị trường lâu dài.