EoW March 2013

Artículo técnico

Capa sólida externa ( skinning )

El diseño del inyector puede afectar también a las prestaciones. La Figura 5 muestra los resultados de pruebas en las que se comparan cuatro tipos de inyectores comercialmente disponibles obtenidos midiendo la variación del flujo del gas y la variación de la capacitancia resultante. Para estas pruebas se usó un núcleo de 50Ohm con un conductor de diámetro 23 expandido aproximadamente a un 50%. La variación Seis Sigma del caudal del gas (± 3 desviaciones estándares) iba de 4cc/min. a 27cc/min. con una variación de capacitancia resultante de 0,3 a 3,8pf/ ft. Estos resultados demuestran que los problemas de prestaciones a menudo atribuidos al fluoropolímero normalmente son debidos a problemas de procesado relacionados con los equipos. El uso de un inyector mal dimensionado o un diseño inestable puede ocultar las prestaciones reales de ciertos materiales. Normalmente, el núcleo extruido es enfriado mediante aire ambiente mezclado con agua. La distancia requerida para cada uno de estos medios depende de las dimensiones del producto y de la velocidad de línea. La aplicación de la distancia correcta es un factor fundamental para el enfriamiento anterior al enrollado del alambre a fin de evitar que el aislamiento se aplaste en el carril y se afecte al rendimiento eléctrico. Manteniendo la distancia del punto de enfriamiento del agua lomás lejos posible del cabezal inyector se obtiene un producto mejor. El motivo de esto es que una distancia del punto de enfriamiento con aire grande le da tiempo a la resina a contraerse sobre el conductor formando una interfaz uniforme y pegada al conductor sin necesidad de un precalentamiento excesivo. Con una interfaz del conductor uniforme se obtiene una fuerza uniforme de la banda de aislamiento incluso después de la rotura del enlace inicial. Las ventajas que se obtienen son una pérdida de retorno estructural mejorada y resistencia a las tensiones de las operaciones de procesado siguientes. A veces, no es posible aplicar una distancia del punto enfriamiento con aire suficiente debido a la distancia de enfriamiento total disponible. En este caso no se debe usar agua fría en la primera sección de enfriamiento, porque se puede causar una ovalidad del aislamiento excesiva y poca adhesión al conductor. Se recomienda un enfriamiento templado porque reduce el choque inicial en el aislamiento y se mejora su ovalidad y adhesión al conductor. Enfriamiento del producto

La extrusión de una capa externa de material sólido o skinning proporciona beneficios adicionales como: • coloreado del aislamiento facilitado y eficiente • resistencia dieléctrica mejorada, que es útil en diseños de cables con paredes más finas • tasas de expansión de la espuma más altas • mayor resistencia del aislamiento contra daños durante el procesado sucesivo como el pareado o el trenzado La aplicación de un revestimiento sólido requiere una inversión inicial en equipos (una extrusora auxiliar y un cabezal inyector especial) pero aporta beneficios como la reducción de desechos y coste del producto. La espuma y la capa sólida se obtienen al mismo tiempo a través de un solo cabezal inyector usando métodos de procesado estándares. La Figura 6 ilustra un núcleo de espuma con una capa externa sólida de color. Conclusiones Hay varias opciones de resinas de fluoropolímero expandible disponibles, y cada una presenta capacidades y limitaciones específicas. Seleccionar la resina adecuada para la aplicación es importante para los costes, para facilitar el procesamiento y obtener las prestaciones eléctricas deseadas. El diseño y procesado de cables considerando las características de los materiales permite obtener productos de alto rendimiento. La selección de los equipos de procesado y las condiciones del proceso son críticos para asegurar un proceso estable, mantener la variación de producto mínima y reducir los costes de operación. Técnicas especiales como el añadido de de capas sólidas a estructuras expandidas pueden aportar otras mejoras al procesado y a las prestaciones. n

▲ ▲ Figura 6 : Sección de un núcleo esponjado con capa externa sólida respecto a la velocidad de avance del producto. El caudal del gas depende de las dimensiones del orificio del inyector y de la presión del nitrógeno gaseoso. El orificio debe ser dimensionado de manera que la presión del gas sea más alta que la del tambor para obtener el flujo de gas deseado. Supongamos que una determinada construcción de cable requiere un caudal de 50cc/min. de nitrógeno para una velocidad de línea de 600 pies/min. y genera una presión en el tambor del extrusor de 1.000psig. El inyector seleccionado para este proceso necesita que el orificio tenga las dimensiones adecuadas para entregar un caudal de gas de 50cc/minuto a una presión mayor que la del tambor. Con un caudal mayor de 50cc/minuto a 1.000psig, la presión del gas debe ser ajustada para que sea más baja que la presión del tambor; pero de esta manera se produciría la obstrucción del inyector llevando a la solidificación del producto. Aumentando la presión del gas a valores superiores a 1.000psig, el flujo de gas sería demasiado alto y el esponjado sería excesivo. Este esponjado excesivo a menudo no es aceptado bien porque es considerado un problema debido al material o al procesado. Por el contrario, si el orificio del inyector es demasiado pequeño, la presión de gas disponible puede ser insuficiente para obtener el flujo de gas necesario, y como resultado no sería posible conseguir la tasa de expansión y la capacitancia del producto deseadas. Por esta razón, normalmente se tienen varios inyectores de distintos caudales disponibles para una amplia gama de presiones. La variedad de tamaños requerida depende de la gama de productos y la presión del gas disponible. El uso de una bomba de nitrógeno a alta presión aumenta el campo de presiones disponibles respecto al uso de un cilindro a alta presión. Por tanto, el uso de una bomba puede reducir la cantidad de inyectores de distinto tamaño requerida para una operación reduciendo de esta manera los costes totales.

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Marzo de 2013